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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Obtained as a result of detailed exploration and year-round observations of the hydrogeological regime at large deposits, as well as special hydrochemical studies of various types of water and changes in the gas composition of the underground atmosphere in the lateritic weathering crust of the largest bauxite-bearing province FDM, thanks to a reliable factual base, allowed us to draw a number of important conclusions on the conditions and features of the formation of zoning in the lateritic weathering profile for the first time. The weathering profile consists of two metasomatic columns spatially combined in plan, but vertically separated: the upper, lateritic cover, composed mainly of the products of the final hydrolysis of lateritic weathering, that is, hydroxides and oxides of iron and aluminum; the lower one, composed of clayey eluvium, products of hydration and decomposition of aluminosilicates - polymineral clays and kaolinite. In both columns, the processes of changing begin with the same rainwater, but differ in hydrodynamic parameters in each of the columns. Changes in the weathering profile occur in accordance with the main patterns of low-temperature infiltration metasomatism. The modern hydrogeological and gas regime in the bauxite-bearing lateritic covers controls the mineralogical and geochemical zoning. Peculiarities of biological and soil processes, hydrodynamics and hydrochemistry in the weathering profile lead to the threshold nature of the change in physicochemical and biochemical conditions, providing the action of geochemical (oxidative, reducing, gley, adsorption) barriers - the main mechanism of zonal distribution of matter in lateritic crusts.

About the authors

M. A. Makarova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: frolikovam@gmail.com
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

V. I. Mamedov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: boeva@igem.ru
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

N. M. Boeva

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: boeva@igem.ru
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

E. S. Shipilova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: boeva@igem.ru
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

D. A. Vnuchkov,

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: boeva@igem.ru
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

N. S. Bortnikov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: boeva@igem.ru
Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35

References

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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (684KB)
Indexing metadata
3.

Download (1MB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata
5.

Download (1MB)
Indexing metadata
6.

Download (1021KB)
Indexing metadata
7.

Download (1MB)
Indexing metadata
8.

Download (3MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies