Возникновение бокситовых месторождений связано с группой гипергенных формаций, возникших в эпохи континентальных перерывов, при благоприятных для интенсивного химического выветривания климатической и тектонической обстановках. Такие эпохи отражены в разрезе региональными несогласиями и наличием континентальных толщ. В составе группы формаций коры выветривания отчетливо выделяются бокситоносные формации. Главными из них являются латеритная, бокситоносная терригенная и бокситоносная терригенно-карбонатная формации. Первая формируется как бокситоносная кора выветривания по коренным породам в виде сплошных покровов (латеритные покровы), вторая и третья – как кора по продуктам разрушения и переотложения коренных и в различной степени выветрелых пород.
Образование бокситовых месторождений приурочено также и к складчатым областям и пределах срединных массивов. Поскольку бокситы генетически являются континентальными образованиями, их накопления связаны с положительными палеоструктурами, периодически возвышавшимися над уровнем моря в течение значительных отрезков времени (первые миллионы лет). В океанически-островодужных зонах ареной бокситонакопления являлись поднятые рифовые острова.
Геологические особенности формирования бокситов, указанные выше, фиксируются и на Салаире. Целью исследования является типизация обстановок формирования бокситонакопления в Салаирском кряже и оценка их перспектив.
Временные уровни и типы бокситонакопления в Салаире. Бокситовое оруденение проявлено в Салаире и представлено тремя бокситоносными формациями: раннекембрийской известняковой, известняковой девонской и мел-пелеогеновой кор выветривания [2].
Раннекембрийская известняковая бокситоносная формация относится к прибрежно-морским образованиям, формировавшимся в условиях гумидного климата при относительно спокойном тектоническом режиме. Для карбонатной бокситоносной формации этого возраста характерны: интенсивная складчатость вмещающего металлотекта, рифогенность, чистота разреза при мощности до 1000 м и более, внутриформационные перерывы, многоярусность бокситононосных горизонтов, пластовая форма залегания, небольшая мощность (первые метры) и метаморфизм руд, преобазовавший первичный протолит в диаспоровые, хлоритоид-диаспоровые, диаспор-слюдисто-корундовые, диаспор-корунд-хлоритоид-шпинелевые разности. Карбонатные породы играют двоякую роль: аккумулирующую в бокситообразовании (в западинах рельефа) и катализирующую.
Представителем этой формации является Гришихинское проявление бокситов, расположенное в бассейне р. Ангуреп. Оно приурочено к отложениям сунгайской свиты. Рифо-известняковые образования последней превышают 1000 м. Известняки контактируют с толщей более древних порфиритов. На контактах переслаивающихся светлых рифовых и темных слоистых известняков постоянно фиксируется диаспор, а в одной из скважин вскрыт элювий бокситового горизонта мощностью 1,4 м с содержанием диаспора 23 %. Бокситы оолитового строения вскрыты на глубинах 5, 12 и 18 м в трех скважинах шнекового бурения, бурившихся с интервалом 50 м. Мощность бокситов не выяснена. Химический анализ штуфных проб показал содержание (в %): глинозема – 22,97-45,5; кремнезема – 1,30-46,40; окиси железа – 3,20-31,90. В «глинистой породе», обнаруженной в левом склоне долины р. Гришиха, химическим анализом установлено (в %): Al2O3 – 20,45; SiO2 – 49,45; Fe2O3 – 10,71; TiO2 – 0,5.
В Горном Алтае к кембрийскому типу бокситонакопления относится Каяшканское бокситопроявление, представленное несколькими горизонтами аллит-сиаллитных сланцев с бокситами.
Девонская бокситоносная формация связана с рифово-известняковыми образованиями девона, развитыми в пределах Верхнебердской синклинали Салаира и Сибирячихинской грабен-синклинали Горного Алтая [3]. Наиболее перспективны бокситопроявления Салаира (Майско-Бердское, Обуховcкое, Октябрьское, Новогоднее месторождения и ряд проявлений – Заломинское, Верхберезовское, Талицкое и другие). Аналогичные проявления бокситов выявлены и в Сибирячихинской синклинали Алтайского края [4]. На Салаире девонские бокситы залегают в толщах рифогенных и рифогенно-обломочных известняков нижнего девона (эйфель). Толща подстилается известняками верхнего силура и имеет мощность 1200 м. Она вмещает от одного до пяти бокситоносных горизонтов, приуроченных к внутриформационным перерывам. Средняя мощность бокситовых залежей 1,5-2,5 м, а мощность разделяющих их известняковых пачек 100-300 м.
Майско-Бердское месторождение бокситов расположено в ЮВ части Верхнебердского бокситоносного бассейна, в 9-14 км к С от с. Бердь. По данным исследователей, отложения месторождения слагают синклинальную слабосимметричную складку, вытянутую в СЗ направлении по аз. 330° и осложненную в крыльях более мелкими сжатыми складками с крутыми (до 85°) СВ и более пологими (до 40°) ЮЗ крыльями. В крыльях синклинали на известняках силура залегают нижнедевонские известняки и сланцы. Рудный горизонт приурочен к перерыву между ними и известняками среднего девона. Он образует пластообразную залежь, нижняя граница которой представляет собой неровную поверхность, повторяющую очертания микрорельефа подстилающих известняков и прерывающуюся в участках выступов рифовых построек. Верхняя граница его обычно достаточно резкая и ровная. Рудный горизонт прослежен по простиранию в обоих крыльях структуры на 8 км, считая от перегибов его в ЮВ замке основной складки, расположенной у кл. Крутого по р. Большой Заломке. В его составе выделены:
1. Бокситы черные и темно-серые лептохлорит-диаспоровые.
2. Бокситы светло-серые до зеленовато-серых хлоритоид-диаспоровые.
3. Сланцы лептохлоритовые и глинисто-лептохлоритовые.
Мощность рудного горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 8 м и в среднем она близка к 2,0 м.
Степень разведанности месторождения неодинаковая. Площади распространения промышленных руд, занимающие первые от замка 5 км протяженности структуры, разведаны по каждому из крыльев до глубины 400 м с детальностью обеспечившей подсчет запасов в категориях В и С1. Некондиционные площади СЗ части месторождения изучены предварительно и прослежены редкой сетью выработок до глубины 100-150 м. На месторождении прослеживается последовательная смена в северо-западном направлении, по мере удаления от питающего источника, зон развития богатых, затем рядовых бокситов, аллитами, сиаллитами и известняковыми сланцами, упирающимися в выступ подрудных известняков.
Руды месторождения по содержанию основных компонентов укладываются в марки Б-3, Б-4, Б-5 (в среднем Б-4) ГОСТа 972-50. Требованиям последних не отвечает только несколько повышенная сернистость руд. В целом по месторождению химический состав руд (в %) следующий: SiO2 – 12,24; Al2O3 – 47,33; Fe2O3+FeO – 15,90; TiO2 – 2,11; CaO – 6,17; Sвал. – 1,71; nnn – 12,98; модуль – 3,9. Наблюдается закономерное ухудшение качества руд с ЮВ на СЗ, связанное с фациальными условиями рудоотложения.
Промышленные запасы подсчитаны в количестве 15 млн.т по категории В+С1, что соответствует среднему месторождению. В сводном балансе запасов по состоянию на 01.01.2002 г. состоят запасы руды категории В – 6909 тыс.т., категории С1 – 8153 тыс.т.
Обуховское месторождение находится на водоразделе рек Выдриха и Каменка, в 1,5 км юго-восточнее бывшего села Обухово. Открыто в 1944 г. Ш.З. Городецким. Месторождение приурочено к ядру Обуховской брахиантиклинали, сложенной преимущественно известняками нижнего и среднего девона бердско-майской серии, перекрытых карбонатно-терригенными отложениями пайвинской свиты и насыщенной телами гранитоидов жерновского комплекса. Бокситы на контакте с гранитами превращены в наждаки.
Обуховский рудный горизонт мощностью до 16 м (средняя – 2,5 м) залегает на неровной поверхности пражских известняков и представлен темно-серыми мелкооолитовыми корундовыми пиритизированными бокситами. Данный горизонт по стратиграфическому положению сопоставляется с бердским горизонтом Бердско-Майского бокситоносного района. По данным В. И. Беляева, вещественному составу в обуховском горизонте выделяются три типа бокситов: корундовые, слюдисто-корундовые и корундово-слюдистые. Содержание корунда в горизонте до 91 %. Среди корунда отмечены сапфир, корунд благородный, лейукосапфир, рубин [5]. Площадь залежи 320 ×120 м. Мощность 4-34 м. Глубина залегания 17 м. Корундовые бокситы представляют собой темно-серые, почти черные крепкие мелкобобовые пиритизированные породы с содержанием корунда до 30 %. Средний химический состав (в %): SiO2 – 9,01 %, Al2O3 – 64,52 %, TiO2 – 2,87 %, CaO – 0,78 %, MgO – 1,61 %, Sвал – 0,63 %, ппп – 4,41 %. Марка бокситов – Б-2. Слюдисто-корундовые бокситы, голубовато-серые, рассланцованные содержат (в %): SiO2 – 20,48 %, Al2O3 – 53,45 %, TiO2 – 2,49 %, Fe2O3 – 4,34 %, FeO – 8,37 %, CaO – 4,13 %, MgO – 2,29 %, Sвал – 2,26 %, ппп – 4,74 %. Бокситы марки Б-4 и Б-6. Корундово-слюдистые бокситы имеют непостоянный химический состав и относятся к некондиционным. Бокситы двух первых типов составляют до 85 % рудного горизонта.
Запасы бокситов Обуховского месторождения категорий В+С1 являются забалансовыми и составляют 9939 тыс.т, в том числе категории В – 4628 тыс. т. Оценка запасов корунда по легкодоступным для эксплуатации частям месторождения – 370 тыс.т, причем более 30 % их заключена в рудах, залегающих на поверхности.
В 1978 г. Г.Н. Черкасовым на участке Обуховского месторождения наждаков установлены проявления маргаритовых пород, залегающими в виде жил и самостоятельных линзовидных залежей с мощностью 0,4-2,6 м. По кремнистому модулю породы могут быть отнесены к аллитам или маргаритовым бокситам марок Б-5 и Б-6, содержат повышенные содержания лития (450-1040 г/т). Содержания Al2O3 в породах составляет 38,99-56,01 %.
Прогнозные ресурсы Обуховского месторождения бокситов категории Р3 оцениваются в 3 млн. тонн. В настоящее время промышленного значения не имеют.
Мел-палеогеновая бокситоносная формация сохранилась на останцах денудационных и карстово-денудационных поверхностей выравнивания. Она представлена бокситоносными глинисто-каолинитовыми остаточными и близпереотложенными продуктами химического выветривания алюмосиликатных пород кристаллического фундамента. Бокситоносные отложения этой формации наиболее широко распространены и лучше изучены в Салаирском кряже и в северной части Бийско-Барнаульской впадины (месторождения Семено-Красиловское, Бочкаревское и проявления Тальменское, Верхберезовское, Талицкое, Федоров Ключ, Бердское, Каменское, Жерновское, Черноозерское и другие).
Бокситы формации относятся к двум стратиграфическим уровням: нижне-верхнемеловому (кийская свита и её аналоги в кузнецком Алатау) и верхнемеловому-палеогеновому (островновская и ненинская свиты Салаира).
Позднемеловые и палеогеновые бокситы наиболее широко распространены и лучше изучены в Салаирском кряже и в северной части Бийско-Барнаульской впадины. Кроме того, они встречаются по окраинам Колывань-Томской зона, в Горной Шории и в северо-восточных предгорьях Алтая (Антропский район). В последнем развиты значительные по мощности и площади коры выветривания с проявлениями бокситов и проявлениями золота гипергенного типа [1].
Семено-Красиловское месторождение открыто Шалапской партией в 1970 году при проверке одной из магнитных аномалий интенсивностью до 360 гамм. Представлено тремя разобщенными залежами. Залежь № 1 находится в 3,5 км на ЮЗ от с. Семено-Красилово. Мощность вскрыши от 13 до 39 м. Размеры залежи № 1 (по изолинии +20-25 гамм на плане изодинам) 600х100 м, в плане имеет форму линзы. В разрезе залежь мощностью 23,5 м представлена двумя телами бокситов. Верхнее из них залегает горизонтально, имеет мощность до 3,4 м при ширине 60-70 м. Нижнее тело мощностью до 7,8 м при ширине около 100 м отделено от верхнего интервалом аллитов и сиаллитов мощностью от 5,9 м до 10,5 м с линзочкой бокситов мощностью до 1 м. Залежь перекрыта рыхлыми отложениями аральской, кочковской свит и лессовидными суглинками общей мощностью 13-17 м. Залежь № 2 находится в 600 м к Ю от залежи № 1. Размеры залежи 120х70 м (по изолинии 40-50 гамм на плане изодинам). В плане она имеет форму гнезда. В разрезе она образует карман (шириной около 50 м и мощностью 23,3-29 м), в котором в средней части наблюдается наклонная линза бокситов мощностью от 2,5 до 14 м по вертикали и 3 линзочки бокситов мощностью до 1 м каждая. Залежь перекрыта рыхлыми отложениями мощностью 35-39 м. Залежь № 3 переотложенных бокситов и бокситовых глин расположена в 3 км к ЮВ от залежи № 1. Размеры залежи 100х85 м, мощность 2-5 м. В плане и в разрезе она имеет форму линзы. Приурочена к верхней части линейно-карстовой коры выветривания, вытянутой вдоль тектонического нарушения ССЗ направления примерно на 7 км и развитой на площади распространения терригенно-карбонатных пород кивдинской свиты верхнего протерозоя. Залежь перекрыта рыхлыми отложениями мощностью 17-25,5 м.
Общие прогнозные ресурсы по месторождению 1,3-1,4 млн.т.
Бочкаревское месторождение расположено вблизи с. Бочкари и приурочено к верхним горизонтам коры выветривания, развитой по образованиям Шалапского меланжевого комплекса вблизи его контакта с амфиболитами ангурепского метаморфического комплекса. В составе пород меланжа присутствуют мегаглыбы мраморизованных известняков, кварцитов и алюмосиликатных пород различного происхождения. Месторождение представляет собой залежь переотложенного обломочно-бобового рыхлого гиббситового боксита протяженностью 1350 м, шириной до 150 м и глубиной залегания 40-90 м под покровом неоген-четвертичных глин и суглинков. Залежь заключена в глинистые аллиты и сиаллиты, подстилается структурными и переотложенными глинами коры выветривания пород фундамента. В фундаменте распространены чередующиеся карбонатные, метаморфически измененные терригенные и вулканогенные породы кембрия и рифея, интрудированные небольшими массивами габбро.
Тело бокситов имеет размеры: 1800х50-170х0,7-18,9 м. Глубина залегания от 48,5 до 92 м. В строении бокситоносных отложений участвуют бокситоносные глины, аллиты и кондиционные бокситы – каменистые и рыхлые. Кремниевый модуль аллитов 1,04-2,06, бокситов – 3,16-29,6. Бокситы содержат Al2O3 общего от 32 до 44,16 %, SiO2 – от 1,48 до 10,16 %; по качеству они относятся к маркам Б-2 – Б-8. Минеральный состав их: гиббсит, гетит и гидрогетит, гематит, примеси сидерита, кальцита, каолина. По материалам поисково-оценочных работ прогнозные ресурсы бокситов по категории Р1 составляют 2,2 млн.т. Месторождение заслуживает постановки разведочных работ.
Обсуждение результатов. Представленные материалы по бокситоносности Салаира показали, что они относятся к трём формационным типам: 1 – раннекембрийской известняковой бокситоносной, 2 – девонской бокситоносной рифо-известняковой, 3 – мел-палеогеновой бокситоносной кор выветривания. Наименее изученной и малоперспективной является самая ранняя раннекембрийская формация бокситов Салаира, относящиеся к диаспоровым, хлоритоид-диаспоровым, диаспор-слюдисто-корундовым, диаспор-корунд-хлоритоид-шпинелевым минералогическим разностям. Следует отметить, что аналогичные проявления Кузнецкого Алатау, Горной Шории, Горного Алтая также представляют собой слабо изученные проявления, для которых отсутствуют промышленные категории запасов из-за незначительных масштабов проявления алюминиевого сырья [6].
Девонские бокситопроявления изучены лучше и они представлены лептохлорит-диаспоровыми, хлоритоид-диаспоровыми, лептохлоритовыми и глинисто-лептохлоритовыми разностями. В случае метаморфизованных залежей бокситов они превращены в корундовые, слюдисто-корундовые и корундово-слюдистые разности (месторождение Обуховское).
Месторождения позднемелового-палеогенового формационного типа представлены гибситовыми бокситами, бокситоносными глинами с гетитом и гидрогетитом, гематитом, примесями сидерита, кальцита, каолина среди аллитов и сиаллитов кор выветривания, занимающих значительные площади.
Заключение
Таким образом, месторождения бокситов бокситопроявления Салаирского кряжа представляют собой весьма перспективную группу, имеющие промышленное значение. Некоторые из них, особенно, месторождения мел-палеогеновых кор выветривания наиболее перспективны по своим масштабам проявления.
Особый интерес представляют месторождения бокситов, где помимо алюминиевого сырья присутствуют и другие полезные компоненты, которые могут отрабатываться совместно с главным полезным ископаемым. В связи с этим весьма интересны бокситопроявления Селезень-Антропского района, где в корах выветривания с бокситами встречаются и золотоносные коры выветривания [4]. Перспективно также месторождение бокситов с сапфиром и лейкосапфиром Обуховское (девонского возраста), претерпевшее метаморфизм с образованием метаморфогенных высокоглинозёмистых минералов, где совмещены бокситы и геммологические весьма привлекательные сапфиры.