Глиноземистые породы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Глиноземистые породы

Аллитами называются породы, богатые свободным окислом алюминия (глиноземом). У аллитов соотношение Al2O3 : SiO2 > 1,0, у глинистых пород - Al2O3 : SiO2 < 1,0.

К аллитам относятся боксит и латерит.

Бокситы - породы, состоящие (Бушинский, 1975) существенно из гидроокисей алюминия. Различают кондиционные и некондиционные бокситы. Кондиционный боксит по своему качеству отвечает требованиям или кондициям руды на алюминий. Эти требования на разных заводах в разных странах разные. Некондиционный боксит обычно называют бокситовой породой.

Бокситы - плотные, лиловые, реже рыхлые пачкающие руки разновидности. Окраска их разнообразная: красная, коричневая, зеленовато-серая, редко серая; белая, желтая. Бокситы имеют значительный удельный вес иногда магнитны. Бокситы царапают стекло, дают коричневую, а не охристо-бурую черту.

Латериты - остаточные (элювиальные) продукты выветривания, рыхлые или твердые, состоящие из минералов группы каолинита, окиси и гидроокиси железа, нередко с примесью или преобладанием гиббсита. Цвет латеритов обычно красный, коричневато-красный, желто-красный, редко желтый. Различаются железисто-глинистые, железистые и глиноземные или гиббситовые латериты. В латеритах обычно рассеяны железистые или железисто-гиббситовые конкреции.

Основные породообразующие минералами бокситов - гидроокиси алюминия: гиббсит (гидраргиллит) - Al(OH)3, бемит - AlO (OH); диаспор - H4Al4O8. Они очень малы по размерам (1-10 мкм) и почти всегда находится в такой смеси между собой. Кроме того, в породах присутствуют окиси и гидроокиси железа - гематит, гетит, шамазит, анатаз, глинистые минералы - каолинит, галлуазит и хлорит. Иногда в боксите встречаются карбонаты железа, кальция, магния и алюминия, сульфиды железа, сульфаты алюминия, корунд, редко - брукит, сфен.

При петрографическом изучении бокситов (Бушинский, 1975) выделил в них простые и сложные структурные элементы. К простым структурным элементам он относит минералы, а к сложным - зерна различной размерности; валуны и глыбы; разнообразные конкреции; оолиты и бобы; глазки; оболочки зерен и конкреций; цемент; жеоды и секреции; псевдоморфозы.

Среди зерен бывают терригенные не бокситовые и бокситовые, аутигенные - конкреционные и псевдоморфные, также бокситовые и небокситовые.

Валуны и глыбы образуют огромные скопления - бокситовый валунник или накопления бокситовых глыб.

По минеральному составу конкреции выделяются гиббситовые, бемитовые, диаспоровые, диаспор-шамазитовые, корундовые, а также смешанного состава. В молодых латеритах преобладают гиббситовые конкреции. Бокситовые конкреции имеют разнообразные формы и размеры. Крупные конкреции состоят из мелких конкреционных образований боксита, а размеры их достигают нескольких кубических метров.

Зародышевые конкреции встречаются в латеритных, а иногда - в осадочных бокситах, по составу они не отличаются от латерита.

Железистые и глинисто-железистые глазки представляют собой линзочки длиной 0,5 см, толщиной 0,1-0,5 см. Они встречаются среди глин между крупными конкрециями боксита.

Оболочки зерен и конкреций имеют толщину 0,1-0,3 см, состав их гиббситовый, гетитовый, бемитовый, реже корундовый.

Цемент (или основная масса) бывает однородным или неоднородным (присутствуют структурные элементы алевритовой размерности). По составу цемент гиббситовый, каолинитовый, бемитовый, диаспоровый. Кроме того, в цементе в качестве примеси содержится гетит и гематит.

Жеоды и секреции выполнены гиббситом, диаспором, гетитом или другими минералами.

В бокситах многих месторождений мира встречены псевоморфозы гиббсита по полевым шпатам, каолиниту, нефелину, древесине. Наблюдаются замещения гиббситом базальтов, диабазов, амфиболитов, нефелиновых сиенитов, известняков и других пород.

Для бокситов характерны разнообразные структуры: афанитовая, гелевая, реликтовая, бобовая, оолитовая, шлаковидная, алевролитовая, песчаниковая, гравелитовая, галечная, бобово-обломочная, брекчиевая и трубчатая. аллит боксит латерит цемент

Синонимами афанитовой структуры являются крипто-, скрытокристаллическая, литоидная, пелитоморфная. Она обусловлена мельчайшими (менее 0.1 мм) структурными элементами.

При гелевой структуре структурные элементы не видны под световым микроскопом.

Реликтовая структура наблюдается у латеритных или псевдоморфных бокситов, где содержатся структуры материнской породы.

Бобовая и оолитовая структуры характерны для латеритов и осадочных бокситов, в которых присутствуют структурные элементы - бобы и оолиты.

Шлаковидная структура отмечается у латеритов. Форма и размеры шлаковидных образований различаются.

Обломочные структуры характеризуются наличием бокситовых зерен алевритовой, песчаной, гравийной размерности, а также бокситовых галек..

Брекчиевые структуры подразделяются на карстовую подбокситовую, карстовую просадочную, тектоническую и осадочную.

Глазчатая структура обусловлена присутствием небольших линзочек-глазков, которые ориентированы по слоистости.

Трубчатая структура представляет собой вертикальные и наклонные неправильные трубки диаметром от 1 до 16 мм, длиной от 10 до 150 см, которые ветвятся и суживаются книзу, полые или заполненные бокситом или глиной. Иначе называют такую структуру червеобразная.

В бокситах слоистость в редких случаях хорошая, значительно чаще отсутствует совсем. Иногда в бокситах встречается косая слоистость (месторождение Красная Шапочка). В афанитовых бокситах наблюдалась слоистость облекания или обтекания, где тонкие слойки обтекают конкреции пирита и гальки боксита. В них также отмечены трещины усыхания (бокситы Урала и Средней Азии). На уральских, казахстанских месторождениях встречены гетитовые, бемит - и диаспор - гетитовые кольца Лизеганга.

Образование бокситов начинается в латеритной коре выветривания, располагающейся на бескварцевых и малокварцевых алюмосиликатных породах в условиях жаркого и влажного климата и пологого рельефа. Далее происходит размыв и переотложение материкового материала, глин и выветрелых обломков пород. Отлагаясь на суше, этот материал претерпевал дальнейшую латеритизацию, при попадании в проточный водоем он подвергался процессам диагенеза. В этих условиях происходил вынос кремнезема. В результате таких диагенетических преобразований бокситы могли возникнуть из осадочного материала, слабо обогащенного свободным глиноземом.

Подобная латеритизация интенсивно протекала в осадках, отлагавшихся на карбонатных породах, благодаря их низкой кремнистости и хорошей проницаемости. Кроме того, карстовые углубления в известняках удобны, являются ловушками для захоронения бокситов.

Дальность переноса бокситового материала из кор выветривания до места образования бокситовых залежей зависит от состава пород, по которым он переносился. При переносе по силикатным породам она обычно составляет 1-2 - до 8 км, по карбонатным породам 30-40 км и больше.

Таким образом, бокситы образуются в районах, где происходит латеритное выветривание, то есть в определенных климатических и тектонических условиях, и там, где состав подстилающих пород способствовал латеритизации осадочного материала во время его переотложения и захоронения.

Латериты образуются путем выветривания алюмосиликатных пород в условиях жаркого и влажного или переменно влажного климата.

Латеритная кора выветривания - элювий алюмосиликатных пород, содержащий латерит. Гаррасовицем и Фоксом сформулирована гипотеза, согласно которой латериты являются частью своеобразной и мощной коры химического выветривания магматических пород, получившей название "латеритного профиля". В латеритной коре выделяются горизонты или зоны, различающиеся по степени разложения минералов материнских пород и по составу новообразований.

Профиль латеритной коры выветривания состоит из трех зон:

1) поверхностная, представляющая железистую кору, состоящую из гидрооксилов железа, магнетита, гидраргиллита

2) зона обогащения сложена преимущественно гидраргиллитом (три гидратные соединения алюминия)

3) зона разложения, для которой характерен каолинит. Ниже по разрезу эта зона постепенно переходит в неизмененные латеритные породы.

Бокситы встречаются в отложениях различного возраста. Среди архейских отложений на юге Якутии встречаются пластообразные залежи корунда. На восточной окраине Патомского нагорья среди сланцев среднего протерозоя залегают диаспориты, содержание окиси алюминия составляет 50-60%. В Восточном Саяне, южнее города Иркутска, известно Боксонское месторождение бокситов - вендского возраста. У озера Тасколь, в 35 км юго-западнее г. Целинограда встречаются бокситы ордовикского возраста, залегающие в виде жил и включений среди известняков. Бокситы девона известны на восточном и западном склонах Урала. Бокситы триаса и юры отмечены от Карпат до Памира, где они залегают на закарстованной поверхности известняков триаса и перекрываются известняками и песчаниками средней юры. К нижней юре относится пласт боксита, встреченный в бассейне р. Малка на Северном Кавказе. Триасово-юрские бокситы известны на Урале и в Средней Азии. Бокситы мел - палеогенового возраста получили распространение и группируются в следующие бокситовые провинции: Украинскую, Уральскую, Тургайскую, Центрально-Казахстанскую, Средне - Азиатскую, Енисейскую, Алтае-Саянскую.

Крупные месторождения бокситов размещены на территориях Испании, Греции, Индии, США, Австрии, Великобритании и других стран мира.

Аллиты являются важным сырьем для получения алюминия и глинозема.

Алюминий и его сплавы благодаря легкости и стойкости против окисления находят все более широкое применение в авиации, машиностроении, в быту и в строительстве.

Получение алюминия из бокситов происходит в две стадии. В первую стадию извлекают глинозем (Al2O3), а затем из глинозема путем электролиза выплавляют алюминий.

Бокситы применяются в качестве флюса в черной металлургии, для производства быстротвердеющего портландцемента, огнеупоров высокого качества, электрокорунда, адсорбентов, в химической промышленности.

Размещено на Allbest.ru