Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Периодичность бокситообразования в истории развития земной коры Урала

ВАК РФ 04.00.21, Литология

Автореферат диссертации по теме "Периодичность бокситообразования в истории развития земной коры Урала"

Москозския ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе

РГ6 од Геологоразведочный факультет

кафедра литологии

- 5 ДПР 1093

На правах рукописи

Федоров Михаил Васильевич

ПЕРИОДИЧНОСТЬ БОКСИТООБРАЗОВАНИЯ В ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ УРАЛА

Специальность 04.09.21 -Литология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва

1т

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочном институте им. Серго Орджоникидзе и Уральском ордена Трудового Красного Знамени горном институте им. В.В. Вахрушева.

Научный консультант - доктор геол.-минерал. наук,

профессор С.В. Тихомиров

Официальные оппоненты:доктор геол.-минерал. наук

Н.Г. Бродская (МГРИ) доктор геол.-минерал. наук АД. Слукин (ИГЕМ РАН) доктор геол.-минерал. наук 10.Г. Цеховский (ГНИ РАН)

Ведущая организация: Уральский комитет но геологии

и использованию недр, г. Екатеринбург.

Защита состоится ¿2. апреля 1993 г. в /О часов на заседании специализированного совета Д 063.55.06 по присуждению ученых степеней при Московском ордена Трудового Знамени геологоразведочном институте им. Серго Орджоникидзе по адресу: 117373 Москва, ГСП - 7, В - 845, ул. Миклухо-Маклая, д. 23, ауд.,508. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГРИ им. С. Орджоникидзе.

Автореферат разослан марта 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доцент

'А.Г1. Бакалдина

о

ОБЩА Л ХАРАКГЗРИСГИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоядва эрзмя на Урале оеобэ остро сток? проблема обеспечений потрзбнастзй народного хозяйства ешяашгеви* снрьвы а условиях: быстрого ксгочвгня запасов известных МФСтороадакий. Путь к разанзш этой про&Мйэд - соэерзейетвоЕй-кк9 ?аэтодоз прогнозирования. В иастоягзе время накоплен Йодшой фаетячесйяй материал по геологии боксгггов, з числе по анто-логпн, годовик и рудонослос?» бозсигоиосннх форкацкй. Э'п» дан-нвэ. требуй? своего осиымоняя, виработгл единого подхода для прогиоаа бояе?гго8ых *ееторзкдекнй с ужатом аащнюыарйзстей эво-д&хяв оседаонаиопленяя.

Теоретическими осшаает прогноза 1; поясков бокситов обьргао слуаа? устгноаяент® гводого-проиизлвккыа типы месторождений. Это означает, что о основе прогнозной оцвккя бокснтоноености того ш иного рзгк<зн& гвжг? »¡этод ея&яогяи. Вглэдотвяе большее разяачкй э уоазгкях ¿оксктообрззовенхк пржгзненге данного иэтода для прогнозной оиенет воксктокосности иэ всегда дав? «вяавиый .рззультэ?« Еог«е иадвакыЯ тгрогкоа полезного асяопаеыого может быть осущестакон пря проведении системного вкадаза гона®«са бок-ситошскых отлогэнхя. Сйствукнй подход к прогнозной оценка баж-сйтояых месторождений оснозкзае?ая на том, что бокен? рййеиаури-вавтея как разультат реализации скотекгйас гвекиссвязай, сяоЯстз я отмсгвкяй нз?арш!СЕой породы и ерзды формирования полез га го кс-кояаэшго. (вягаа?, палворэдьвф и др.). Отсвда <5оксэтокаЕ)пденйе представляет собой слокнув сяствиу гяпзргвкяэго рудообрэдоззияя. в.пррцзеев которого в определенных условиях происходили ггяграхкя я накопление алвшпшя я других пагическха элакайтев.

Цели я задачи пссдедожяуй. Основной цедьэ работы язяязтея прогнозная.оценка боксятомосиост* Урала ка основа системного подхода к познан» процессов бокеитообрвзованяя. В работе поста аяв-ны сдодучцкв задачи:

1. Эшгакп оагожив згеамэкаршетк формирования бокаятов з геояопявсяой исторга* ргзеттия земной коры Урала и провести оценку боксйтоносности рзгкона.

2. Выяснить завясиюсть »«еду бокс кто коекзетьэ и стадяйшстьз ?еетоко-каги*тичвскгос процессов в эволюции Урала.

3. Установить закономерности распределения химических элементов в бокситах к их связь с геохимическими эпохами.

4. Определить роль блоковой тектоники в формировании бок-ситорудных районов и месторождений бокситов.

Основнщ методом исследования является системный анализ условий форк рования бокситоносных отложений, паз волянции рассматривать скопление глинозема ках эволюционируицук сложную природную систему, состояярг» из первичных элементов, взаимосвязанных во зреьйки и простра^тЕ-е и р&звивящихся в единстве с эволюцией земной коры Урала.

Научная новизЬ-а

1. Предложен и апробирован системный подход к познанию процессов бо кс итоо бриз о шм на Урале, что позволило установить закон периодичности формирования бокситоносных отложений.

2. Определено положение бо.кситоносных стратиграфических уровней в тектонической истории Уреле. Установлено, что главные уровни бокеятснгкопленкя атмечазтся в начальном этапе тектоно-магма-тичвского периода (ритм 1У порядка) и перед орогенезом.

3. В новой интерпретации рассмотрены коровые геодикамичес-«гй& условия, способствующие формированию бокситов.

4. Устаковдены закономерности распределения химических зле-мантов бокситов и их связь с эволюцией осадконакопления,

Практическая значимость

1. Осковнаэ выводы и разработки вмзвт непосредственный выход в практику, так как составляют основу целенаправленного прогнозирования и поисков бокситов.

2. Полученные в процессе исследований данные о периодичности осадконакопления на Урале позволяют уточнить последовательность бокситового орудененкя.

3. Выявление тектоническое блоков различных иерархических уровней б структуре Урале, с историей резвития которых связано бокситовое сруденоние, повьеает достоверность прогнозной оценки бокситоноскости территорий.

4. Выявленные закономерности миграции и накопления редких элементов в процессе бокситообразования позволяют выделить бокситы как нетрадиционный источник редких металлов.

5. Составлена карта бокеитокосности основных структурных зон земшг; коры Урала масштаба 1:1000000, на которой ввделены перспективный бокситсносные площади.

Осшвнш положения дкесартадаи п результаты йесяедоэакай докяацьга&яясь на всесогэиыг совещаниях "Корн выэетриваняя и «охсйтк" (Кустанай, 1981), "Еокскту и другие руды аявтвиевай промиивнностя (Савикся, 1985), "Условия образования к эеконо-«еркоетн резиезенкя атратиФоркнж месторождений шткых, ред~ гпа к благородных кзталяоз" {Фруязэ, 1985), Тэохкыкя а локальном шталяогеккчзеяом анализе" (Новосибирск, 1986), "Сааремен-кда я дрзяняя рифовые скствиа" (Владивосток, 193?), "Павйгекй» эффективности научного обоснования локального прогноза вэсто-роодений йодных полезных кскопвеккк" (Москва, 1937), "Р^дояес-дав формация зони гипзргекеза" (Ленинград» 1990), sos 23 региональных соведашях к 'лбучио-тетсккчосккх конфаренцаях Уральского горного института.

По теш дйссзргех^ги сделаны доклады во Ш2ГЕЙ ÍI990) \ в Уральской горком инеткгуте (1992), s Уральской к СвзароКазахстане коа комитетах по теологии и использованию нздр (1992,1993).

Публкаацкп.

Фактоееская ос ко за научные разработки по теш диссертации опубдтсо*«»ку (или находятся в печати) в 54 работ®:, в т.ч. в 2 ионографиях, з двух учзбкяюзх.

Составляй каталог бокситовые месторождений к рудолрокалений я карга бокситокосггсги основных структурных зон гемтай норы Урала наст?аба XilCOCOOO, пергдвнкыэ во все крупные гэологические организации У',зла, а таяке в геологически» к каучио-кс-сладоватвльскяа ор-ляизацкя другие регионов (Уралгеодяэи, ГИН, Севказгеолкэи, S£sC, МГЯ!, НГЕЗй й др.), »вгадаеаязнвея поискаыа и разведкой бокситовых кзетороядекзей.

Фактический материал. Исследование бокситоносности Уральского региона, нечегоэ ззторок в 1972 году, р^олкдгось я Уральском горном институте и в Носко асяоы гео лого раз &эдотаои институте (1989-1992 гг.). За этот период автором лично были изучен» разрезы бокситоносньк отложеияй практически всех возрастных уровней (Котлийское рудапр®явление Йадельского района и Тоткн-гкое ыестороздение Карп икс кого района - Egl Кургазакеюое я У.ту-ь'рское иестсрозденияг Шнзуральсйога боксито косно го района - Д^ ¿адьикекого рудопроявления Приполярного Урале.и Богословского *есторозденяя Карпинского района - Т3; Иакинииского и Караган-

дысжйскэго рудопроявлений Оренбургской области - Kjal, Крвс-ноожтябрмжого месторождения Казахстана - Kg). Кроме того, собраны ж ст*тистически обработаны сведения о геологии других бокситов« месторождений ж рудопроявяеняй Урала и Зауралья (болев 320).

Особо* кошание б иго уделено изучение последовательности форыироваявя бохситовывщаицих отложений, вещественному составу бокситов. Дшоше о распределении химических елемвнтов бокситов заастхоыяи преимущгстаднио ж» литературные источников (Теня-коа В.А., Гуткин Е.С., Вяаухнн Г.й., Огородников О.Н. и др.), в ч&хяв жа гвожогкчвсках отчетов.

В соответствен с перетек главных научно-технических проблем в тва, водохжцях разработке и внедрение в 1986-1990 гг. аистйтутАка УрО АН СССР и геологичеокшя объединениями Ыикгео РСЭСР, автор участвовал с 1986 г. вместе с Вялухиныи Г.И., Ого-роднкневьм О.Н. и др. в резании проблемы: "Укрепление сырьевой базы ЗОкио-Ураяьского бокситового рудника (ВУЕРв)".

При полевок изучении бокситоноснък отложений в разрезах (3®Вв ж ЮИ&Еа автор пользовался консультациям» Гутхина Е.С. (Се перо уральская ГРЭ), Вялухина Г.И. и караю на Л. В. (ИГ и Г УрО РАН), Богоявленской О.В. (УГй), Приполярного Урала - Жураь-лажой H.A., Колею го В.Н., Зеладнотургайской области Казахстана - Кима В.Й., Киселева Л.И., Поиоывргнхо З.И., Кальмекевой А.Х. (КваШС).

В основу изучения яитогенааа бокситовыащаюцнх отложений Урале положен закон периодичности осадшнакопления, в истоках которого стоят Н.С.Шатсхий, Е.В.Хаин, М.С.Швецов, Г.Штилле, А.Н.Ыаваро&кч, В.А.Обручев, н.м.Страхов и др., ОформулированныЯ С.В.Тихомнровш. *

Результаты исследования обсуждались с докторами геолого-штервлогичееххх наук С.ГЛаняяоы. Г.А.Кейльманом, Л.В.Аимовым, А.С.Зерюшинш, А.И.Вздкгиным, В. А. Коз ловки, Е.И.Чувявовьа«, вадощатамя геолего-минервлогичееких наук Б.А.Бойкгыревым, A.B. 1ейпцигои, Д.А.Ануфриев»!, ГЛ.Шунейкяньм, Е.Ф.Горбачевым, Л.Н.Захаровой, O.K. Ого родни ко вьаг, Г.И.Вялухиигм, А.Б.Макаровым, геологами Уральского комитета по геологии и использовйюю недр О.ПЛаповый, А.Н.Борисовш, К.П.Савельевой, А.Л.Анфимовш. Весьма шлбэтши были ной консультации в ШМСе со Свдовсхим A.M. и

Ераоаай З.В. Эоем т «втор вырачает свое признательность.

Чаде всего я пользовался консультациями В.А.Попово, M.C.Panoifopta и З.С.Шуба.

Автор признателен коллективам каФедр общей и исторической геологии ЗГИ (зав.каф. Паняк С.Г.), литологии*МГРИ (и.о.зав, каф, Оникиеню С.К.) ва создание благоприятных условий при выполнении исследований.

Особу» благодарность, автор выраавет научному консультанту, профессору С.В.Тнхомирову, идеи которого помогли найти ключ к открытии системообразуицего закона бокситообраэования, по-новому взглянуть на перспективы экзогенного рудообраэования на Урале.

Рвбота состоит из введения, С разделов, соде|жащих 10 глав, заключения, списка литературы 374 наименований, 4 приложений. Она содержит страниц ыггаинописного тексте, вклвчая // таблиц я рисунков.

методология исследования

Г'лавтага факторами бокситообр&зовакии, кок известно, является ютаматичеоккЯ, геоморфологический, тектонический и другие. Их значение известно и освешено в литературе (Д.Г.Сапожнику в, Р.Й.Крсеэсквя, Г.Р.Кирталь, В.М.Мкхайлоэ, Е.С.Гуткип, А.В.Лейпциг и другие). Шесте с те«, прогноз не может быть эй-фехтитгаы, если на рассматривать тгэуказанные факторы в единстве, во взаимосвязи друг с другом. Это оэнечвет, что на современном уровне познания бокситоруднгг: объектов необходим системный подход к оценке рудоносности топ или та? площади. Такой подход основывается на том, что боксит рассматривается как результат реализации системных взаимосвязей, свойств и отношений иатеринской породы и среди формирования полезного ископаемого. Целостная совокупность пареметров материнской породы (состав, структура, положегие и т.д.) и параметров среды (климат, пмео-рельвф и т.д.) бэспечивает Формирование руды только тогда, когда определенные элементарнее свойства среды соответствует в рудообразуюдей системе (рис.1) строго определенным элементарна» свойствам материнской породы, обеспечивая единство отношений элементов системы, при которой формируется полезное ископаема».

H

СИСТЕМА

ВХОД ПРОЦЕСС ныход

Рио. 1. Схем» покентообразующей системы

Таким образом, с точки зрения системного подхода ретро-вакие боксита можно представить з виде системы, в которой выделяется:

1. Первичные элементы - материнская порода, представленная целостной совокупности определенных характеристик (состав я структура пород, размеры, удаленность от области осадкскаизпленяя к др.), среда бокситообразоазния (температура, количество осадков, рН к е Н растворов, палеорелъеф к др.), время бох-«итообразования (длительность континентального перерыва, положение в геохронологической шкале и др), тектонический режим (структурное положение, геодинамика геологического процесса)

и др.

2. Отновение системного едгаства первичных элементов - соответствие свойств материнской породы свойствен среды боксито-образования. Между первичнквк злемзктана должнм складываться такие отюаеняя (взаимодействия), благодаря которда зозникавт системы уже с новыми целостными свойствами (эиерцжвнтность). Так, в процессе латеритного выветривания образуется система (боксит) с иными свойствами, чем исходные ыатеринскне породы.

3. Закон композиции - совокупность требований к процессу химического выветривания, в результате чего происходит формирование боксита. Таким законом, обеспечивающим единство отношений иатвринской породы и среди бохситообразовакия, является, ках будет показано юте, периодичность боксятообразоаання.

4. Принадлежность к системе шожества. Богснтоноскзя система является честью систем гипергенного рудообразованяя.

Основными параметрами системы является объекты: вход, процесс, выход, обратная связь и ограничение. КшедьгЯ кз объектов охарактеризован указанием его роли в действии системы. Функцией входа является первичные элементы, участвующие в бокснтообразо-вакии (материнская порода, среда и др.); процесса - хяквчеояое выветривание; выхода - бокситы и агоможелезистке породы; обратной связи - сравнение выхода с критерием; ограничения - совокупность требований к элементам бокситообрезущей системы.

Рассматриваемая система относится к централизованным. В централизованных системах один или два элемента играет доыинируо-¡аув роль, "мяедгке подсистемы является подчиненная действкз центральной " (От, Опт нар, 19®). Ведущими элементами боксктооб-

резущей системы является тектонический и климатический факторы. Данные элементы системы яаляотся о предел гахцими при формировании исходных пород, континентального или морского режима и т.д. Отсода следует« что свойства, связи, отшаекия первичных элементов бокситообразухяцей системы и закон их композиции определится тектоническим режимом формирования земной хоры и климатической зональностью. Тектонический режим определяется, в свое очередь, периодичностью событий в развитии земной коры, которая прежде всего выражается в пульс нрущем изменении объема Земсн, что положено в основу пульсациоиной гипотезы, подучивзей в настоящее время мировое распространение (В.Б.Хаин, Е.Е.Млле-новскяй и многие другие). По С.В.Тихомирэву (1990), система развития пульсационкых двияеннй Земли определяется законом Д,И.Менделеева. Данное заключение имеет весьма важное значение, так как дает возможность, изучая особенности строения осадочных ритмов, производить расаифровку геологических процессов. В связи с ваабкзясженшм автор, обобщив больаой материал по боксита косности уникальной складчатой системы, проанализировав химический состав более 320 месторождений и рудопроявлений бокситов Урала резного возраста, пришел к выводу, что и процесс бокситообрвэо-вания в летописи земной коры Урала развивается по определенному закону, согласующемуся с законом периодичности Д.И.Менделеева.

Таким образом, система формирования хрупнонасатабнкк бок-ситоруднкх объектов в земной коре Урала вклвчает в себя материнские породы, элементы среды бокситообразования (гумидный климат, определенный состав атмосферы, грунтовых и поверхностных: вод, слаборасчлененный рельеф и др.), определенный тектонический режим, время бокситонакопления и развивается по закону, обеспечивавшему единство отношений свойств первичных элементов и согласующемуся в определенной степени с периодическим законом Д.И.Менделеева, который является универсальным и отражает однотипность преобразования вещества.

Первое зеджцаеюа положение

Поэлементный химический состав бокситов Урала отражает не только состав материнских пород, но и этапы геохимической эволюции земной коры региона. Девонские и меловые бокситы различается

преобладанием элементов соответственна специфика палеозойского к мезозойского периодов.

В рассматриваемой боксктообразущей системе в качестве предмета исследования выступав* результат системного процесса -вещественные ассоциации» уже сформировании» в геологическом процессе - химические элементы бокситов- Как известно, боксит образуется в результате Физико-химических процессов, когда пря воздействии на материнскую породу растворов в определенных условиях среды происходит растворение, вынос и накопление химических элементов А1, Ре, Т1 и др. В результате этого процесса устанавливается определенная связи и отношения химических элементов материнской породы с элементами физнко-хиикческой среды» Когда элементы фязтсо-хикичесггой среды и неходкой породы вступавт в опре-деяенквэ отношения, химические элементы, участвующие а гкперге-незе, в зависимости от свойств среду и свойств атомов ведут себя по-разному. Влияние свойств хкыических элементов ка бокситообра-зованне можно показать на примере I варианта периодической системы элементов Д.И.Менделеева (таблица). Данные по содэряаниэ химических элементов в бокситах в основном заимствованы у Б.А.Теня-кова, Е.С.Гуткина, Г.И.Вялухина, О.Н.Огородккковз и других. Автором дан« подробная характеристика поведения кагдого элемента в гипергешшх условиях. Отмечено следующее. Во-пврвкс, наблхщается определенная перкодичность в распределении хйаач»скйх элаыентов бокситов. Каждый период в таблацэ I начинается е эяешитов, которые а процессе боксктообразовяния не накапяхвеэтея. Во второй а э трйтызм периодах второй серка - это элементы второго и четвертого звеньев соответственно лктий * бериллий, катряй я «агнай; в четвергом и пятом периодах третьей серен - хтосгческио эдеаюнты зао-того я одиннадцатого звеньев, соответствен}© залнй и кальций, рубидий и стронцяй; в ззетом к седьмом перяодах четвертой серия -элементы яеетнадцатего я двадцать третьего звеньев, соотвэтстяен-но цвэ.кй и рвдкЯ. На нарушается данная закономерность, когда в каждый период добавляется новый ряд. Если во второй серая каядай оз периодов содеркал по одному ряду элементов, то в четвзртом и пятом периодах добавляется еще по одному ряду. Каждый новый ряд составляет элементы, свойства которых повторяются. Так, пятый и седьмой ряды начинаются с хшап«еннх эяеизнтов, которш иыевт свойства, близкие свойствам исэописантгс хиючоскях элементов. Это медь к цинк в пятом ряду, серебро и кадилй в сэдьиом ряду.

В четвертой серия тагасе появляется наш» роды, т.е. вестей

ряд, как в свое время и третий, удваивается. Таким образом, в четвертой серии в каждом периоде появляется новмй рад, в каждом пврюде кс становятся уже три. Но каждый род начинается с элементов, которые а бокситах не концентрируются. А вот элементы, расположению вша указанных, в процессе бокситообрезова ния накапливаются. Например, AI в Ш периоде, s е и ва в 1У периоде, 1 м й» в У периоде, l а, ть в У1 периоде и т.д

По С.В.Тяхсыирову (1990), "между системой химических эяе-шнтоб и системй этапов осадочного процесса проявляется более глубокая аналогия, чем простое соответствие в расположении отдельный подразделений обеих систем1.' Значит, бохскты разные стра-ткграфнчееюа уровней долгий нести информация; о своей эпохе. Геохваакесхве эпохи соответствует по вреиеш тектоно-магдатичес-ким цши развития земной кори (к.Е.Ферсмеи (1959), А.Й.Перель-ман (19®)).

Бокситы Урала и Зауралья формировалась в двух эпохах: палеозойской и мезозойской. По А.ИЛерельмаиу (19®) для каждой эпохи характерно накопление определенных химических элементов. Анализ распространения химкчесхнх элементов в бокситах СУБРв и СУБРа и Красшоктябрьского месторождения (ряс.2), несмотря на их различное структурное положение (бокситы СУБРа формировались в эвгеогяшишквльной зоне Урала, бокситы СУБРа - в ыиогеосинкли-кальной, бокситы Красносктябрьского месторождения - на платформе показизает: различий в химическом составе бокситов, особенно эт< касается главных элементов, не отмечается. Существующая разница в составе химических элементов обусловлена не столько структурны положением бокситов, сколько составом материнских пород, принад-лежшеткз к определенному геохимическому этапу. Тек,в девонских бокситах отмечаются высокие концентрации фосфора, кобальта»цинка и ванадия; в меловых - лктия, боре, скандия, иттрия, циркония и свинца.

Таким образом, распределение химических элементов в бокситах, прежде ьсего редких, отражает геохимическою специфику событий в истории Земли. Это? вывод имеет важное значение, так как васо кие концентрации отдельных элементов в бокситах могу? иметь и промьшенный интерес.

Что касается распределения главных элементов в бокситах разного зозр&ста (AI, Fe,sx t Т5- и др.), то здесь отмечается сле-д54йдая зекономэрность (рис.3). По содержанию главных петрохкми-

Таблица

П ПЕРИОД ШПРЭДДОК)

_1 , со

'еС 1=3 СЭ •

5 § Ш о: ^

9 \ 0 6 0 6, 0-М О 6

2

: шшаьн

'^Цносши : 11|ЗЯГ|[НТСЕ

¡01

7|Н I

51[ |3 1 [ОШ Р6103!^гвскит

от;

Е. Р

III

И й (I ПО РЯДОК)___

п Е Р И О Д Тя ПОРЯДОК)

с

'ж

30

4

и

'бТгбТГ^Т

15 Р 13.110-8

В.Ч

'1Ш0.1

ЩЩЗ

Т1М0ЫЭ02

¿1.6

ОМ

ОШ

сч

Л1ШШ-Н0[ИТШ1 ЭЛЕМЕНТОВ

02

ДИЛДЧИТ. КРОНСТСДТИТ

39

0.6

I ШНИТ [6АН6ЕРГИТ,ПИРиТ

0.9

ЩЖчРГИТ ДКГГДИТ.Пй'^^^ШгТгяниА^. т|АМ»;!МТНТ__

Кф<МТ,дагд Г(.,.|''!»т »»ЯЛ ■

: «нГ;РИ /и

|£й»СК» ЕГЙИТ ГИШ-Т НвРЛ мнилт>мл Г <Ш» I издя «'лк- а^яль'-ти д»

ПА |1!>»ЗГ|МТ к^ют.ляиг г(-~5пт.в:«»{нт. ЦЛ ^жиг;?ил __

|)])5|ЛАВСЬНИТ

СЕРИ Й

И ПЕРИОД (О ПОРЯДОК)

| МНШЙ-НОЕИШИ ШШ

ГДГНИМТ. П*ГГ£ МТ.£ИА1Г|8>. «ПИТ

ГААНТ

ТДШИТ.лШгЛРИЗИТ ШДМИИТ

«АГй[щк1ы*1НйТ.пиРнт.аА«сгитнм.

ОЛОРДНИТ

АНОЩ

ii 2ж5|.и;.ь»екит

I 71

"Л'!__

Р М^ИТЫХН2£РНТ

АЛМ Н ИТ

хЖмгааяг.чУ.кш «И

I П О Р. й Д О К)

V ПЕР

г1 С0? ГС 2 ж -1ГТТ1 е^с О

г*-. 1-й о

м.

7

6

да

А

Ш-

52|Ге

51

50

ДА

О Д (Ц ПОРЯДОК)

хтт

40

2.53.5

Тп 1.5

ш:;

1.3

Ш-9 Ш

Ш

Ш

да

12

Ч2Г.0

74

ммш.о 1?1г

Жг 391V

№

37№

г

о •А

V

0.8

&771ЙЛ

ЗЦЗ-6 ЗДШ 7-8ШЗ,9.5

1.010.1117

0Ц02Ж

0.8

0.5

.3

03

06

МИНЕРААЫ-НОШТЕАИ ЭЛЕМЕНТОВ

кштитшшокгнш

1;&ш8кт.«1шнг

ШИЛНЯМГИМ

БШЕЛЕИТ.ЦКаЮН .

[5ЕН[ИДЕРНТ

шяотадраятшш

г) орялок)

ЖПЕРИОЖЕ ПОРОДОЮ! ¡1 ПЕРИОД (И поосдом

«=20 лгг ¡;

£2|5

1ЕН №

21

?0ш

176 Юь

&

Е2

В

Г73

мь

й*

Р6|

ШЙ

ш

ТШ50.5

ВС «33

ШШ1

18

шь

«х

шш

5911 а

м иг

ШГ

~Шзн

т

г«гтк

Ьтптг даз?

12111 ъг

¥Щ 1Ю6

1£[_

ш-:?кон

!ШШГ

Й

Й

йёЯ

ЮНи

103/1

НИЙЕРАШ-НОСИТЕЛИ ЗДЕПЕНТ0!

Ои"

ИИ1

11 ¡ТгТгГ

«КАКЫНМТ

9

. РАСПРОСТРАНЕН«; Э/!Г;ЛШЛТОВ-.ПРИМЕСЕГН

d БОКСИТАХ; а-СУВРа, [1-ЮУБРА. С- красно-

ОКТМВРЬСКОГО МЕСТО!>ожармия

Рис.

Щ-'

Top»

I.2)Cu Äo

ческих модулей химических элементов бокситы (за исключением нижнеквменноугольных) мало огличдатся яруг от друга. Лквь ал»-можеледистые породы месторождений Урала няжнвкаыекноуголмюго возраста отличаются низким содержанием А1, высоким содержанием Б*- , Ре. Большинство геологов связызаст это'с тем, что перзрка в осад- ' тонакоплении в предвизейское время был кратко временная, что не способствовало образованию зрелых кор выветривания. Исследования автора показали, что низкое содержание глинозема в алюиожелезкс-тых породах обусловлено также составом матергнских пород. В отличие о? бокситов других генетических групп, Формировавшихся по основным магматическим породам, бокситы предвкзейского времени образовались в результате выветривания полякиктовьес песчаников, конгломератов, туффитов. Сравнение графиков летрсхямических модулей (см.рис.3) бокситовых месторождений разного возраста указывает также на конвергентность процесса бокситообразовання. Независимо от генезиса боксита, структурного и стратиграфического положения бокситовых горизонтов, соотношение пвтрохиннческих »ад-дулей остается неизменным.

Второе защищаемое положение

В течение каждой тектоно-магматической эпохи бокситообрвзо-вание происходило дважды: в начальную и предорогеннув (продкон-ткненталькуа) стадии развития земной коры Урала.

Обобщение фактического материала по геологическому строенио Урала позволило автору построить сводные стратиграфические разрезы западного и восточного склонов Урал» и основных структурных зон Урала и вынести на последние положение коры выветривания, бокситовых моегорождений и других образований (углей, солей и т.д.), отражающих особенности геодинамических процессов .3 каждом этапе тектоно-магматического развития региона, а также на основе работ Н.Н.Страхова, В.М.Синицина, В.С.Еуба, схем'климатической зональности для различных периодов развития региона. Анализ данных разрезов (рис.4) показывает, что главными особенностями историко-геологических процессов, протекающих на Урале,являются пульсацкон-ность, прерывистость и ритмичность. Так,с рифея начинается осадко-накопленив, схожее с современным. По Г.И.Немхову (1986) в истори-ко-геологическом развитии Земли ри4ей и венд следует рассматривать как начальный этап в развитии планеты в палеозое. Йсфео на Урале

предшествует длительный континентальны; перерыв (предайский), ереыя с благоприятными для химического выветривания условиями, о чей свидетельствует хоры выветривания мощностью до 30-40 м, -выходи которое откечвфгся во многих местах Ваакирского поднятия. В позднем протерозое в регионе (Л.В.Ан$ммов, 1989) отмечается трехкратная саена осадочных формаций, о чем свидетельствуот также цредзкгальгхнекий, предэильмердакскнй и предивинский континентальные перерывы с развития хорами выветривания еиаялитного типе. Кеждый из этапов начинается своеобразными континент альнши ыолассоидяши и феяаховой формациями, которые затем сменяется алевролитами и сланцами при подчиненном значении песчаных пород и завершается строкатолктовши карбонатными или террягенно-гли-киетыми толщавк. Накануне кембрия отмечается захоронение углекислого гака атиэсферы прк формировании моп?ных толщ доломитов и известняков, состоящих в основном аз построек строматолитов. Накопление карбонатов происходило не большом мелководье при опускании земной коры и формировании гребгкообразнкх струхтур меридиональ но го простирания. Ряд континентальное перерывов (по В. С. Шубу,1979) отмечазтек в заверваацей стадия каледонского этапа развитая земной хоры Урала. Наиболее крута» кз тх был венлохсхий. В его время в условиях гумвддаго кляката формировались коры вьаютрвваиия небодь-вой (до нескольких метров) мощности.

Другой крупный ря?ы я осадканакоплении (герцкнегай) начинается с зиса. В конце силура - раниэм девоне на Урале отмечается мощная стабилизация, заее ранга елея как и в предркфейское время, дли-телькда предэйфельским хот-инантальньы перерывом. В девоне территория современного Урала располагалась между 5 и 35° широты, т.в, в условиях переменно-влажного климата (в.С.Шуб, 1978). Среднегодовые температуры колебались от 16 до 23°, а среднегодовое количество осадков от 1200 до 1630 мм/год. Обилие адомосодермчих вулканитов основного состава и рифтогенных комплексов способствовали резвктив я захоронению кор выветривания. С началом герцинского этапа (или окончанием каледонского) связано формирование самых крупных на Урале среднедевонских бокситовых месторождении на- Среднем Урале - Красная Шапочка, Кальинское, Червмуховское и др.

В предорогенный этап развития уральской складчатости отмечается ред континентальный перерывов: верхнедевонские, предшаейский, псзднеяарбоиовыЯ и пермский. Первый из них, паоийский, проелвкива-

Рис .4

ЗЛПАДНОУРЛЛЬПч'ЛЯ внешняя ЭСИА СКЛАДЧАТОСТИ

ПОЛОЖЕНИЕ БОКСИТОВ, КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ И ИНТРУЗИВНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В СВОДНЫХ СТРАТИГРАФИЧЕСКИХ РАЗРЕЗАХ СТРУКТУРНЫХ ЗОН УРАЛА .

ГЛАВНАЯ УРАЛЬСКАЯ ЭВГКОСИНКЛИНЛЛЬНЛЛ УРАЛО-ТОБОЛЬСКАЯ ГЕОДНТИКЛМНАЛЬНАЯ МЕГАЗОНА . . СИСТЕМА МЕГАЭОН

arcя на западном склоне от Полярного до Южного Урала. Накануне фаменского векь.в орловское время, сформировался довольно крупный для урах jкого региона Вхноуральский бокситовый бассейн (ВУБР). 3 арадвйзейакое время в Чусозском районе Среднего Урала в результате выветривания полныйктовьгх песчаников, конгломератов я др. осадочных пород на островных поднятиях з условиях гуиядного климата были образованы аломожелезистые породы Журазлинекого, Кизе-ло вс ко го и других рудопро явлений.

С триаса берег начало новый платформенный мезо-кайюзоЗскяЯ этап развития земной коры Урала, ознаменовавшийся массовым излиянием лав преимущественно основного состава. 3 верхнем триасе з условиях гумидизации климата на Урале образуется около 20 бокситовых проявлений от шроты п.Саранпауля на севере, до г.Орска -на вге. В загзршасщуо стадию тектогэкеза в истории Земли в исследуемом регионе произошло формирование болтого количества проявлений бокситов (более 150). В это зремя зона распространения тропического климата по отношению к триасу сместилась до аироты г.Севе роуральска на севере и до г.Челкар на иге.

Бокситонакапление в указанные эпохи стало возможным благодаря сочетанию таких бокситообраэующкх элементов системы экзогенного рудообразовакня,как тектонического, климатического и формаци-омного (наличие алвкоеодеряадих материнских пород). Как показали исследования автора благоприятные условия для бокситообразования сущэствовали в определенные этапы развития уральской геоструктуры (рис.5).

Таким образом, основные эпохи коро- н боксятообрвзованяя з регионе приурочены к началу я концу каледонского, герцинского и альпийского тектош-магматических периодов развития Земли.

Третье защищаемое положение

Коро- и бокситообраэование на Урале приурочено к гомологичным стратиграфическим уровня» субплатформенных (вкяачая предо ро-гекныз) я платнормэнньж режимов стабилизации к хороао корродируется во времени с общепланетарным режимом осадконакопления:

1-й уровень: основания ркфея - среднего девона - тряаса;

2-й уровень: основания венда - фамека - байоса;

3-й уровень: основания аренига - визе - альба, турона;

4-й уровень: основания карадока - башкирского яруса -

палеоцена-эоцена - миоцена.

бивв при анализе распределения химических элементов в бокситах было показано, что возможность проявления индивидуальных свойств элементов обусловлена прежде всего физико-химической средой, в которой они находятся, а компоненты физико-химической среды меняются периодически в пространстве и времени прежде всего под влиянием климата и общего необратимого развития Земли. Данная периодичность согласуется с законом Д.И.Менделееве.

С учетом данного положения автором построены схемы периодичности Формирования бокситоносных отложений в истории Земли и периодичности экзогенных процессов и интрузивного магматизма в ис-торзгз развития земглЯ кора рзгкона. Исследования показывозт, что Еэри химического ви^тризання и бокситовыэ месторождения на Урала {рис.б) распределяйте* в стратигрефическоы разрезе земной корн в строго определенной последовательности в каледонском, гер-цннсяоы я альпийской этапах осадкокакспдэния на аналогичных стратиграфических уровнях. Указанная закономерность характерна не только для Урала, она сохраняется э глобальной бокситсобраэушйй системе Земли (рис.7).

Анализ распределения бокситоносных уровней в стратиграфической колонке показывает, что большинство бокситов мира формировалось в третичное и четвертичное время, меньшая часть в мезозое и еще меньае бокситовых месторождений сформировалось э палеозой.

Самое древнее из ныне известных бокситовых месторождений САлагульское мееторс-дение, Зап..Монголия) сформировано в основании бурзккмя. Бурояниз в терминеком этапе осадконаноплеиия соответствует нижний дйшн - Эйфель. Самые крупные на Урале месторождения бокситов шпие-ерэднедеазкекого возраста распространен« на восточном склоне рэгиона. Бокснтоноснкз отлояенкя протягиваются полосой от Среднего через Полярный Урал до езчого побережья Карского моря. Месторождения денного возраста известны также в Кузнецком Алатау, Горной Еории (Алтае-Саянская бокситоносвая провинция), s Пакистане, в горах Гикдукуз.

В соответствии с законом периодичности (С.Б.Тихомиров, 1972) в альпийском отел? осадконакояленяя добавляется ритм, который начинается с лейаса. Таким образом, в мезозойском отеле бокситооб-раэования бурзянию и нижнему девону соответствует скитская (нижний триас),, и геттангекая или байосская эпохи рудообразования. 3 основании триаса сформировано ряд месторождения на Ура?-?, а

также на островах Огейского моря, в северной и северо-западной его частях (Ирак), в западной части гор Тавр (Турция), в горах Загрос, на Малом Кавказе, Центральном Памире.

Крупны» месторождения бохсятоа юрского возраста находятся в Черногория и в Греция (в горах Парнас Ккона и Геликон). Ывлкие месторождения известны ка островах Эвбея, Скопелос, Аморрос и на полуостровах Хвлхидики и Истркя йбдиэи ¡Ъвякь, в Словении в горах Хрущнца, в Швейцарских и Французских Альпах, в Испании в Кордальвре Бетико, в северо-восточных Карпатах, на Крымском полуострове и вблизи Таяпсента в районе Чимкента. На Урале в это время формировались лишь коры выветривания. Наконец, бурвякив, нижнему девону, нижнему триасу в современном Тянъ-Ианьсяом этапе осадконаюупления соответствует голоценовый период, самый крупный этап бохситснакопления в истории Земли. В это время в тропической и субтропической зонах планеты сформированы основные запасы алвми нябвого сырья. В основания кембрия на территория России выявлены Боксонсков бокситовое месторождение в Восточных Саянах, мелкие бо с wronpo явления Козыре веко го района в Куанецком Алатау и мелкие, отчасти метамарфиво ванные залежи диаспоров Гор»юй Шорки. В герци» ехом этапе данному бсксятонэсному уровне соответствуют веркнвде-вонскив бокситы Урала (ЕУБРа и др.) и Среднего Тимана (Вежаю-Во-рыжвинекое к др.), в альпийском - врскиа и мелоаьга. К нижнему мелу область образования бокситов значительно расширилась, она протягивается черев все Средиземноморскую провинцию.

В никнем ордовике бокситовые месторождений не установлено, хотя в основания аренига обстановка бшю достаточно благоприятной для бокситонахопленяя, о чем свидетельству»* коры выветривания. В герцинском этапе t основании визе (что соответствует аранигу) известно достаточно больно» количество бохсятовых месторождений. Это на Тимаяа (Тобыгекая, Колвинская.и Южноткманская группы месторождений) , ка Таймыре, в Алтайских к Туркестанских горах, а также я их вал«дном продолжении я горах Нуратау, Букантау, бокситы Тихвинского, СеЬвро-Онежстого, Белгородского и Воронежского районов я ряд зарубежных (Китая, США и др.). В этот период ка западном склоне Среднего Урала в основании визе образовались алюможе-деаисть» породы Красновжяерекого района. Предвиэейскому этапу осад-конакопления в мезозое соответствует два уровня: предплинсбахский

Рис. 6 • Система периодичности экзогенных процессов и интрузивного магматизма в истории Урала

Система периодичности формирования бокситоносных отложений в истории Земли

протобиотийская группа ритм 1 порядка

эобитий (ii и iii) палеофит (ii и iii)

стратиграфические подразделе}

КАТАРХЕЙ 2g с статерий орозирий

рьясий сидерий

s X > 0. < лопий

саамий .Ф

ФФ

Ф

©

I

I

«

I

г

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

фазы складчатости различного ранга

общее всплывание континентов в конце этапов

образование Пангеи

главный этап складчатости

постумные движения

меридиональные смещения континентов

рифтообразования в условиях сжатия Земли

рифтообраэование в условиях расширения Земли

месторождение боксита и его номер (месторождения боксита Урала справа)

ритмы осадко-накопления 5 МЕЗОПРОТЕРОЗОЙСКО - ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ГРУППА (РИТМ 1 ПОРЯДКА)

КАЛЫМСКО- ПРАЖСКАЯ ПОДГРУППА РИТМ II ПОРЯДКА ритмы осадко-накопле-j ss ния о й ЭМСКО-ТАТАРСКАЯ ПОДГРУППА

стратиграф. подразделения бокситовые месторождения стратиграф. подразделения бокситовые месторождения

! ВЕРХНЕКАРАДОКСКО-ПРАЖСКИЙ | ~ КОМПЛЕКС (III) ВЕРХНИЙ ОРДОВИКСИЛУР - ПРАГИ | ЦИНЦИННАТИ (IV) (IV) ПРАЖСКИЙ ЛУДПОВСКИЙ 1© te s 0 se 'S s se 1 г * 0 se a 1 i n. « с _ èa VO w & <« Ц m ТАТАРСКИЙ САКМАР-СКИЙ "571 Я

ВЕНЛОКСКИЙ ЛПАНДОВЕРИЙС-КИЙ АССЕПЬСКШ МОСКОВСКИЙ 15]

АШГИПЛСКИЙ 0 Башкирский ( IV) ВЕРХНЕБАШКИРСКИЙ 0

ВЕРХНЕ-КАРАДОКСКИЙ 15] Ф НИЖНЕБАШКИРСКИЙ 59-61, 69( ф

КАЛЫМСКО-НИЖНЕКАРАДОКСКИЙ КОМПЛЕКС (III) НИЖ'ОРДОВИК I (IV). 1 ЧЭМПАЭНИАН 0 ЭМСКО - СЕРПУХОВСКОЙ КОМПЛЕКС ( III ) Нижний карбон С'! СЕРПУХОВСКОЙ ВИЗЕЙСКИЙ 62,69757^ 84Д26 128Д30|[74 0

КАНАДИАН Ф ТУРНЕЙСКШ ф

КЕМБРИЙ (IV) ТРЕМПЕЛЕНИЙС-КИЙ АМГИНСКИЙ 0 Верхний девон (IV) ФАМЕНСКИ1

ТОЙОНСКИЙ fl Ф ФРАНСКИЙ [_72

65,68 76 || 7274

¿> и «*• о — а>х s 0 .0 14 « 0 X О tg КРИОГЕНИЙ ТОНИЙ 1 ф (AI ) Hoeatf twHtfsdo ЖИВЕТСКИк 0

СТЕНИЙ АКТАЗИЙ КАЛЫМИЙ 1? ЭЙФЕЛЬ-СКИЙ эмекий

125 50,6в|| 737.

ритмы осадко накопления

Т

О gr | S*

s о

se

5

s>

Б.

sa

мезозоиско - кайнозойская группа ритм i порядка

скигско -плейстоценовая подгруппа ритм ii порядка

стратиграф. подразделения

ПЛЕЙСТОЦЕН ПЛИОЦЕН

МИОЦЕН

ОЛИГСЦЕН ЭОЦЕН

ПАЛЕОЦЕН

маастрихтским альбский

аптскии титонский

КИММЕРИДЖС-

кий

в. батский

о£

а.

0 >

1 Н

» У —

* H

2 р —

нижнебатский байосский

аален(кии плинсбахский

СИНЕМЮРСКИИ ГЕПАНГСКИЙ

рэтскии карнийжий

ладин-кии

анизийский скитский

бокситовые месторождения

70.821

1320|

20.22241

7,20242534,5270,85-10'4|

3,6720-25,51,6770Д341

иьлиыъхч/и^житичАА

3,47Д1Дг3038

242528.42.661Î71

157182633.40.68J31 I_I ,717}

21,69

303235,41

2,8,9Д7,25,51|

212425282931,45,49ДЗ!ДЗЗ| [~74

93538,43-45,49^7 |

е

ф

е

е

е

ti

0

о.

ритмы осад-кона-копле-ния

о

s

а ^

ш с; с 2 о

>s

s ^

и

X <

э

л X

X 2:

ритм 11 порядка

бокситовые месторождения

53-58дзд0! 124,135-140

«

в ope и пр5дальбсхкп в »еду. На граница нижнего и верхнего мела образовалось большинство месторождения испанских Пиренеев, все месторождения Италии. В Венгрии к ворхнемзловда относятся бокситы месторождения Халимба и Швмег и т.д. Мелкие месторождения верхнего мела выявлены на Сибирской платформе (А.Д.Сяужин, 2.В. Докбровская, 1979). Активное бокситообргзоаание в альбское время происходит на Урале. Область распространения тропического климата в тот период занимала территорию от йндаля до Каспийского поря. Наиболее крупным районом бокситонаяопления в регионе является Каменский. Сеноыан-турошм заканчивается эпоха боксятооб-разогання в Зауредьв (Краснооктябрьскоо, Сахарояское и др. месторождения Заладно-Тургайекой области).

В основании верхнего карадока известно лезь одно небольшое боксктопроявявняо Целиноградское в Сев.Казахстане. На Урале перерыв а это гремя фиксируется лазь на Полярном Урала в основании зыбхаланьельских слоев. В взрснегерщнском комплексе пород этому возрасту соответствует предбеакнрское время. Бокситы реннебашккр-ского возраста известны в йнтее (провинция Гуйчжоу). На Урале предбеяаярскнй перерыв фиксируется в единичных случаях, в это время отмечается ариднзация климата, поднятие земной коры региона, о псковского ярусе начинается орогенная стадия развития уральской складчатой системы.

В кайнозойское время, как и в меловое, на Урале господствует платформенный режим, гумидный климат распространяется вжнее г.Нижнего Тагила, однако активного бокситонакопления на происходит, хотя на ограниченны* участках территории рягиона, особенно в Зауралье, теоретически в основании палеоцена ».^эоцена и миоцена возможно бокситовое орудекекке,

Таким образом, в развитии земной коры Урала с рифея до ныне следует дедалить два крупных этапа I порядка: с рифея по Пермь и с триаса до ныне, которые отвечает третьей и четвертой сериям ' таблицы Д.И.Менделеева. Каледонсхмй (с рифея по эиген} и герцин-схий (с пнеа по пермь) отвечают перюдам П порока (1У и У периоды з системе Д.И,Менделеева), ко П периоду осадконвкопления относятся также альпийский (триас-плейстоцен) и тянкавньский (с голоцена до ныне) этапы. Ритмы осадконвкопления Ш поредка отвечав? рядам в таблице Д.И,Менделеева. ВетыыХУ порядке отвечает звеньям з таблице периодической системы. К ритмам У порядка следует отнести под-

разделение от ярусе до эпохи. На примере периодичности осадко-накопления девонских отложений ЮУБРа автором показаны ритмы У и У1 пор/дков для отложений девона. Указанные ритм» фиксируются не только сменой состава осадков, да и континентальными перерывами, с котордак связано бокситообразование. Отсюда распределение бок-ситоносньк отложений в истории геологического развития Земли подчиняется закону периодичности бокситообразования.

Знание этого закона позволяет ка научной основе планировать прогнозные работы на бокситы в исследуемом регионе. И с этой точки зрения наиболее перспективным;! стратиграфическими уровня»«! коро- и бокситообразования на Урала является никнерифейский, пред-эыский, триасовый, менее перспективными - предвеедсккй, предфаыек-скяй, предбайосский, предаренигский, предвгаейский, предбшкирски! альбский, предтуронский, предпалеоценовый, предмиоцзновый.

Время, неблагоприятное для образования бокситов,- силур, пер» т.е. периоды заключительных фаз тектоно-ивгмвтических этапов развития земной коры.

Четвертое защищаемое положение

Формирование месторождений бокситов и бокситорудных районов является закономерны* отражением истории развития земной коры Урала а в первую очередь ее блоково-волковых движений. Закономерное чередование в меридиональном и аиротном направлениях активно ээз-дымеххцюсся, опускеищихся и относительно стабильных тектонических блоков обусловливает накопление и сохранность бокситов. К относительно стабильным блокам приурочены наиболее крупные бохситорудные районы и месторождения.

По палеотектоничесюш данным (Палеотектоническая карта СССР м4Г:5000000, 1977), а также по данным В.Е.Хеина и Ю.А.Зайцева (193 общие тенденции линейной вьггянутости и дугообразности древних региональных структур, в том числе и Урал, наметитеь еще в позднем протерозое (врматиний) системой узких протяженных субпараллельных глубинных подвижных зон (ГПЗ по Г.Н.Шербе, 1975, В.В.Степанову, 1992). Эта система возникла в условиях сдвигового геодинамического режима, обусловившего Формирование системы не только субмервдио-нальных, но и субширотных разломов,и названа геотаггоногеном. В отличие от рифтов в геотекто ко генах риФтогенность проявляется только на ранней стадии развития. Геотектодагенам свойственна полицикяич-

кость развития, что не свойственно рингам. Зти черты тектоники оказывают непосредственное влияние на закономерности освдконакоп-лекия состава магматизма, ке механизм формирования бокситоносных отложений. Весь "мегацикл" Формирования уральского сегмента земной коры, охватывающий период 1,5 млрд.лет, автор разделяет на этапы: рйфейско(коль!мско)-пражский, змско-татарскиЯ и иезо-кайш-зойский, которые, в свою очередь, делятся на более мелкие этапы, обусловливая, таким образом, периодичность осадконанопленяя. Судя по характеру осадконакоплёния, максимальные в начале "мегацикла" мощности и амплитуды движений постепенно снижаются к концу "ызге-цикла" (большие мощности ря^ейскях и небольшие более поздних периодов отложений). Уменьшающаяся глубинность разломов к концу "т-гацикла" отражается в смене ультреосновного и основного глубинного магматизма на более кислый, коровый. Подобная закоко«арность развития тектонических движений присуща и более мелким периодам развития земной коря уральского региона (каледонскому, гэрцккскому (ритм П порядка), а тзкже р?тмам осадконакоплёния В порядка. В начале каждого нового периода земная кора в области формирования геотектоногена характеризуется своей консоледированностью, жесткость» вследствие застывания магматических бассейнов и очагов и юследующего наступления субплатформенного режима в предащущем »тале (субплатфориенныэ режимы с раннего девона в Тагильском син-огикорик для каледонского этапа, с триаса для всего "мегацикла" и ия герцикск^о этапа). Паузы необходимы»для накапливания энергии р:я очередного ишульса, характеризуется относительно спокойными ■ектоничесюши условиями (Степанов В.В., 1992). При этом ритмика ульсациоктл движений в пределах геотектоногена проявляется не «ниомерно. В одних структурные зонах она проявляется четко, а в ругих только отражается (гзрцинскйй ритм в Тагильском синклкнерин).

Бокситонакопление, как было показано вше, связано с периода-я относительного тектонического покоя и проявляется неоднозначно разных структурных зонах. Так, в пределах Запвдноуральсжой виеш-гй зоны складчатости верхнедевонсние и нлжнекамвнноутольти бок-'тоносные отлояения развиты в Чусовсисй и Бельеко-Елецкой зонах, жеиты с реднеде во не кого возраста в эвгеосинкянкадьной области (гестны в Тагильской и АлапаевскоЯ мегазсках, бокситы триасового мелового возрасте распространены на восточной склоне Урала в

плат!»рыенных образованиях. Уезозойскне бокситоноскые отложения (больней частью к-зловые) приурочены чаще всего к древних зрози-ояно-структурньм депрессиям, захоронетым речным долинам я до-рек, аккумулятивным карстовым формам.

Таким образом, бокситов-.« месторождения Урала приурочены к . крупным еубмерндиок&яьным зонам, отличаяцимея историей к характером осадконакоплэкия. Такие зоны соответствуют структурам первого порядка я обозначены на карта римскими цифрами.

Сейсмические исследования на Урале, выполненные геофизиками в довольно значительном объеме, позволили последним выделить ряд субширотных (преимущественно северо-западного и северо-восточного направлений) разломов, разделявших уральскую складчатую систему к* блоки (структуры П порядка). Отмечено, что ввделениые блоки различается не только физическими полями, ко и "различной ме-г&длогеккческой специализацией".

Так, Верхне-Туринекий блок между Златоустовским и Серовским косо сакуцкми разломами и Северо-Уральский блок, ограниченный Усть-Обским и Печорским глубинными разлома»«, характеризуются увеличенной модностью коры, а Ивдельский блок в зоне между Печорским и Серовским глубинными разломами имеет значительно, меньшую мощность коры. Автором тектонические блоки подразделяете* на активно аодниыаащиеся, онускаициеея и относительно стабильнее (рис.8 Наиболее крупные бокситоноснме районы приурочены х относительно стабильнш-те»тоническим блокам. Так, бокситы СУБРа расположены в пределах стабильного блока 1Уд; южнее бокситы аналогичного возраста встречаются также в стабильном тектоническом блоке

Бокситы пшийского и орловского горизонта отмечены в относительно стабильных пя^ом и вестом тектонических блохах. Боксите предвюейского аовраста обнаружены в четвергом стабильном тектоническом блоке (П4).*

Автором совместно с Бексэяевш О.Г. проведено дгяифрцшняе ■осмосгошгоя, перспективных с точки зрений бокситокосности территории третьего тектонического блока, расположенного севернее Неделя. В пределах блока четко прослеживаются блоковые структуры регионе (структура Ш порядка), контролирующие размещение бокситовых месторождений этого участка земной коры. На относительно стабильные и приподнятых на современном срезе блоках расположены среднадевонские бокситы Ивдельского района (У3), пашийские-Ухтьм-

РИС • Q

£o.icwr:i't:iT месягррэсЗемий Урала ■ ; иен va. >t;t лрггнсза)

'Jd! Ш* LU- и>У

[23 í Го"!// пл// es* Di

jTFl/

YCJI0I3H7S 0П03НЛЧ5НТ/Я

I-границ« структурных вон:

II- Пред,уральский краевой прогиб?' 111- Западно.ураль-°кая внешняя зона складчатости; 17- Центрально-уральское поднятие;7- Тагил ьско-Магиит о горе кий прогиб; 71- Восточноураль-скос поднятие; 711- Вос-точноуральский прогиб; 7111- Зауральское поднятие; IX- Тюмэнско-Кустанай-ский прогиб.(Арабскими цифрами с севера нв юг обозначены помора тектонических блоков, ограниченных субширотннми глубинными разломали). 2-Централь ' ноуральское поднятие; 3-тектоническио разломи;

4-границы районов воемок- , но го бокситовакоплсния. ( Месторождения бокситов¡

5-эйфельского времени среднего девона; 6-^иветского времени среднего девона; 7-средиего девона; 8-па-

ши ño ко го времени верхнего девона ^-орловского времени верхнего девона; 10-визейского времени нижнего карбона; Ц-верхнего триаса; 12-ниянего мела; 13-верхнего мело; 14-площади б оке ит орудних районов: Л-Североуральского, Е-Ка-менского, В-Юяноуральоког©

I b i i' ) \[ с. Amvóu.iДг / '

сное, Стороаевское и Ахчимское рудопроявления (Ш3>, верхнетри-аеовые-Люлькнское и др. Шэ).

Проведение формацяонного анализа, изучение строения разломов, анализ мощности толщ в Карпинском бокситоносном районе (структура 1У порядка) позволили автору ввделить ряд дорудгаи тектонически* нарушений, которые контролируют распределение месторождений н рудопроявлений района (рис.9). Простирание нарушений меняется с севера на юг от северо-восточного до субширотного направления, амплитуда вертикального смешения меняется от 200 до 500 метров. Преобладавшим направлением горизонтального смещения наруаений является десыЯ сдвиг.

Таким образом, плсшадь Карпинского района в период боксито-эбразования была также разбита серией крупных дорудных т-ектони-iecKих нарушений на ряд блоков. Анализируя движение блоков на территории исследуемого района, ножо отмутить, что наиболее бо-■атсе по запасам руды Тзтинекое месторождение расположено а пре-,елах стабильного тектонического блока меяду Какэинским и Тотии-ким дорудными разломами. £Ь*.неа его на приподнятом блоке находится алтайское рудопроявление. Богословские и Талкцхке рудопроявления аюте располагаются на активно воздымающихся тектонических блоках, це поясность подстилавших светло-серых известняков незначительна, гкечаятся следы размыва бскситоносных отложений.

Тектоническая блокировка бассейна обусловила наличие депрес-1Й и повкзенных участков в дорудном рельефа. Это хороно видно 1 примере Тотинсяого месторождения (структура У порядка). Анализ юстранственного расположения тектонических наруаений более емкого порядка, чем вышеописанные, показал, что наиболее ранними

времени являются субаиротные и северо-западные тектонические рушения, более поздними - северо-восточные (рисЛ0/. Автором с мощью вероятностного метода проведен анализ зависимости оруде-ння от тектонических нарушений различного направления. Выявлено, э наиболее мощные рудные тела связаны с субширотными тектонически нарушениями. К этим-разломам приурочены, в основном, карсто-i нарушения. Можно предположить, что данные нарушения является »удными. По ослабленнь'м вдоль них зонам в легко карстущихся тло-серых риф.огенных известняках шло образование карстовых book, углубл , полостей, в которые впоследствии сносился бок-озый материал.

2S

Схематическая геолого-структурлзя карта Карпинского бокситокосного ранена

1 о I

VCÄCBHkS ОБОЗНАЧЕНИЙ

r,tt4WW «НЮ-'Т* CAAMUsi TS.fi

щк'нЯ'.м. Ê.-ï, rijnïâ! oíHíiwratoíHM V-íi

Tj (iHWtS iMtHîWïWf (ЮМигиг* 5,йгЬ

li TMwin3t№Ta-«3í»iTS6t.£ П»«И*ИГМ, s.ö-в,

T""!! WUTSM ДЧИ^еФИ«. -5¡ i Г-* *snEHT(í JiAfrAÍ-HI ÜOKtlXTm

ES штсничгкщ нтш* «ЧИШЧгй.В!»*»гим

0У1 rí?T0H«4;Ci!«[ trmmv I-nWW»t«tCM «Hí , ¡¡-Т(йми{кН Зон*

-mw¡«u*8t «non» имицый ^шшюияотннк

EZ3 w»îM»awïtH wä-fäHm

KtfHHtri

a-s"- ii íotumíw 8'ittroüi

"см.г-э-ч^ичиие.ик.ц n íkui-( Ийввдн.н-алитад*

Рис.9

»

Схематическая структурно-аитомгнческвя кзрта поверхвости бохситонакопкния Тогинского месторождения

Рис.Ю

Таким образом, формирование бокситовых ыесторовдекий и бок ситовых районов Урала определяется также геодинамикой развития земной кори региона, ее блока-водновыми движениями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе результатов изучения проблем бокеитоносности и регионального прогноза на Урале были сделан» следующие выводы:

1. В качестве обобщенного параметра характеризующего эволюцию экзогенных процессов выступает геодинамический режим развит« земной коры региона, обусловливающий периодичность осадкокакопле ник. Детальный анализ и сравнение осадочных толщ Урала во времен и пространстве показывает, что периодичность процесса коро- и бо сктообразования развивается от простой к все более сложной,и это развитие определенным образом согласуется с захоном Д.И.Менделее ва. Данная закономерность явилась основанием для выявления периодичности экзогенных процессов в истории развития земной коры реп она и периодичности формирования бокситовых месторождений в истории Земли, в соответствии с которыми установлены гомологичные стратиграфические уровни коро- и бокситообразования: основания рифея-среднего девона-триаса; векда-факена-байоса; аренига-визе-альба, турона; карадока-башкирского яруса-палеоцена, эоцена, миоцена.

2. При изучении строения осадочных толщ Урала отмечено, что наибольшая концентрация глинозема приурочена к началу трансгрессивного или регрессивного комплексов. Так,в зоне гумидного климат, месторождения с наибольшей концентрацией боксита приурочены к ба-зяльной части среднего девона и.триаса (начало трансгрессивного цикла герцккского и альпийского этапов), к основанию фгшека, визе и верхнего мела (начало регрессивного цикла герцинского и альпийского этапов).

3. Детально исследована геохимия элементов, содержащихся в бокситах. Установлено, «тго бокситы Урала и Зауралья разных текто-но-магматических эпох (в том числе и по составу материнских пород) различаются по набору редких химических элементов. Так, в девонских бокситах исследуемого региона отмечается высокие концентрации фосфора, кобальта, цинка и ванадия, характерные для герцинской геохимической эпохи, в меловых - литот, бора, скандия, иттрия, циркон и свинца, характерные для альпийской геохимической эпохи.

4. Исследовано внутреннее строение линейных коро- и боксито-вмещающих структур региона с детализацией ряда вопросов тектоники в пределах крупного блока (структура П порядка), района (структура Ш порядка) и месторождения (структуры 1У порядка) и ее роли в формировании бокситоносных отложений различного иерархического уровня - от рудного тела до региона в целом. Выдвинут и обоснован вывод о приуроченности крупного промышленного бокситонакопления к относительно стабильным тектоническим блокам, ограниченным субме-ридиональныи.. и субширотными тектоническими нарушениями.

Ь. Составлены и переданы в геологические организации, занимающиеся изучением бокситоносности региона:

- каталог месторождений и рудопроявлений бокситов Урала и Зауралья с указанием типа залежи, тектонического и стратиграфического положения, характера оруденения, минерального и химического составов бокситов. Для каждого бокситового проявления (323) рассчитаны петрохимические модули, позволившие показать важнейшую характеристику химизма бокситов разных возрастных уровней и природу материнских пород;

- карта бокситоносности основных структурных зон Урала масштаба 1:1000000, на которой согласно предложенной модели Зоксито-образования выделены перспективные на бокситоносность площади.

Выполненные автором исследования по проблемам бокситообразо-вания на Урале позволят п ближайшем будущем решать следующие задачи:

1. Создание естественной стратиграфической шкалы, построенной на основе закона Д.И.Менделеева, отражающей единство законов природы, которая позволит на новой основе осуществлять прогноз осадочных и эндогенно-осадочных полезных ископаемых Урала.

2. Совершенствование модели бокситообразующей системы, построение схем периодичности бокситонакопления более мелких порядков для локальных участков исследуемого региона с учетом ритмичности историко-геологических этапов развития земной коры.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТИШ ДИССЬРТАЦИИ

Монографии:

I. Эволюция бокситообразования в развитии тектонической структуры Урала //Деп. рукоп. М.: ВИЬИГИ, 1993. - ЮЬ с.

2- Алюминий Урала //Уральское горное обозрение. Специальны , выпуск, 1993, * Ь. - 103 с. Учеб нмки:

3. Основы палеонтологии: Учеби.ддя вузов. - П.: Недра, 199

- 206 с. (соавтор 0.В.Богоявленская).

4. Геология СССР: Учебн. для ^зов. - М.: Недра, 1991. -24i (Соавторы 0.Б.Богоявленская, В.Н.Пучков).

s г Статьи:

•i Ь. О распределении редких элементов на Готинском месторожд; юш бокситов //Геохимия литогенеза и осадочных формаций Урала: Таа.докд.научн.хонф. - Пермь, I9B3. - С.31-32.

6. Типы бокситов и некоторые закономерности их размещения на Тотхнском месторождении Северного Урала //Месторождение бокс* тов к их саязх с выветриванием. - Алма-Атл, КазИМС, 1963. - C.IZ 129.

; s 7. К вопросу о метаморфизма бокситов восточного склона Севе КОГО Урала //Геология метаморфических комплексов; Межвуэ.научн.-тем.сб., вып.П. - Свердловск, 1985. - С.39-44.

8. К вопросу о роли дорудной тектоники в Карпинском бокситэ косном района Урала (в связи с оценкой перспективных площадей //Бокситы и другие руды алюминиевой промдаленности: Теэ.док.Всес! юэнисем. - Савинский, 196Ь. - C.I09-III.

: .[С 9. О роли метаморфизма в образовании стратиформных месторождений //Условия образования и закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов: Те; докл.1 Всесоозк.научн.конф., часть I. - Фруизе, 196b. - C.70-7I. (Соавторы Болтыров В.В., Поляков ВЛ., Болтцрова A.A., Карагодин С.С., Меньшиков С.С.).

10. О составе и строении мезозойских ко;1 выветривания в Севе ро-Сосьвкнсхом районе Приполярного Урала //Кора шветривания как яеДОНик комплексного минерального сырья: Тез.докл.Всесоюэн.сов. -'Магнктогорск, I9B6. - С.31-32. (Соавтор Журавлева H.A.)

11. Особенности распределения элементов в бокситах Карпинского р|#ока Северного Урала //Геохимия в локальном металлогвническо) iMUDft Твэ.докл.Всесоюзн.симпоз. Том Ш. - Новосибирск, I9öö.

- С. 133-134.

12. 0 связи девонского бохситообразования с ареалами красно-цветной седиментации на восточном склоне Северного и Приполярного Ураиш //Геохимия в локальном метадлогеническом анализе:Тез.дохл.

Всессяоэн.сиять Том.Ш. - Новосибирск, 1966, -С.136-137. (Соавтор Шатров В.П.).

13. Значение рудоконтролирукадих факторов для оценки перспектив бокситоносности //Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых Урала. - Свердловск, из-во Уральск, ун-та, 19В6. - С.2&-29.

14. О связи бокситов с девонскими рифтогенными известняками на Урале //Современные и древние рифтовые системы*. Тез.докл. симп. по ископаемым книдариям и рифам. - Владивосток, 1987. -

- С.7В-79.

15. 0 системном подходе при локальном прогнозе девонских бокситов Урала // Повышение эффективности научного прогноза месторождений рудных полезных ископаемых: Тез.докл.Всесспзк.конф, - М.: 19В7. - СЛ&3-1М. '

16. Палеогеографические и структурные условия формирования боя-:хтов Карпинского района //Рудоносные, рудные и нерудные формации 'рала: Тез.докл.конф. - Свердловск, 19В5. - С.13Й-139.

1?. Особенности строения и состава, бокситовых залежей Карпин-:кого района Северного Урала //Геология, поиски и разведка место-юждений Урала: Ыежеуз.науч.-тем.сб. - Свердловск, изд.СГИ, 1967. С.9В-Ю2.

1В. Физико-географические особенности формирования девонских окситов Карпинского района Северного Урала //Дея.рукоп. - Ы.: ИНИГИ, 1Ш9. - » 6204-Вва. - 9 с.

19. К вопросу применения системного анализа при прогнозиро-ании бокситоносности Урала //Геология, поиски и разведка рудных

нерудных месторождений: МежЕуз.науч.-тем.сб., вып.8.„_- Свердловск, "И, 1968. - С.107-112.

20. Метаморфилованный бокс ¡•■.ты Карпинского района Северного >ала //Геология метаморфических комплексов: Межзуз.ндуч.-теы.сб., ш.У. - Свердловск, СГИ, 1966. - С.96-100.

21. Перспективы бокситоносности деаона восточного склона При-лярного Урала //Деп.рукопись. - Ы.: ВИНИТИ, 19ВВ, - » 7347-В68. 12 с. (Соавтора Шатров В.П., Смолькова М.В.).

22. Тектонические условия сохранности бокситовых месторождения а принере СУБР) //Геология, поиски и разведка месторождений по-зкы* ископаемых Восточной Сибири: Тез.докл.научн.конф. - фкутск, 30. - 26 с. (Соавторы В.П.Шатров, С.А.Захаров, А.Л.Анфимов).

23. К вопросу о г-вояогкчэском районировании бокситоносных территорий //Деп.рукописи. - И.; ВИНИТИ, 1989, # 7029-В69.' - I

24. Студийность в процессе бокситообразованкя //Актуальны вопросы геологии Сибири: Тез.докл.научн.конф. Том II, - Томск, 1908. - С. 107-109.

25. К вопросу о дорудкой тектонике г Карпинской бокситоно; ном районе {в связи с оценкой перспективных площадей) //Бокситг и другие руды алюминиевой промышленности. - М.: Наука, 1966,

- С.83-89.

26. 0 прогнозировании свойств разновозрастных бокситовых р по седиыентбцкоиным признакам //Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления: Те УП годичной конференции. - Тамань, 1969. - С.Ь4-56. {Соавторы И.В.Сйолькова, СЛ.Гертман).

27. П&леотехтонические условия формирования девонской бок-сктоносной формации, восточного склона Северного и Приполярного Урала // Геологические фориблик для паязотектонических к п&лео-геодияакичвских реконструкций: Тез.докл.семинара-совещ. - Ы., 1990. - С.37-39.

К вопросу о системном анализе бокситоносных отложений Урала //Рудоносные формации зоны гипергекеза: Тез.докл.Всесоозн. совещ. -Л., 1990, - СЛМ2.

23. Геолого-анергетическкг аспекты бохситообразования //Гео логия метаморфических комплексов: Мзжвуз.науч.-тем.сб. -Свердлов! СГИ, 1909. - С.107-Х12.