Другой схемой рассматривается участие сероводородной кислоты в качестве растворителя алю­миния. Сероводородное заражение не является необходимым атрибутом анок­сичной зоны, где ме­таллы могут находиться в виде обычных гидра­тирован­ных катионов-диссоциатов или гид­ро­ксо­ком­плексов, для которых появление сероводорода может окончиться выпадением в осадок из-за образования не­растворимой соли (сульфида) или гидроксида (гиб­бсита).

Бескислородные условия способствуют накоплению органического вещества, которое участвует в микробиологическом восстановлении сульфатов согласно реакции

SO₄^2-+3C+2H₂O-2CO₃^2-+H₂S,                                                             (5)

что сопровождается понижением Еh, ростом рН и садкой известняков после насыщения воды бикар­бо­натными и карбонатными ионами (16, с. 303), при этом окислительно-восстановительный по­тен­циал связывается со щелочно-кислотными условиями эмпирической зависимостью:

Еh=0,810-0,058рН вольт (там же, с. 240).

Сероводород осаждает железо почти полностью, поэтому обычными спутниками бокситов явля­ются его сульфиды (пирит, марказит), а также оолитовые и бобовые руды. Сульфидное железо (гидро­троилит, мельниковит) окрашивает бокситы верхней части рудного пласта и вышележащие глины в темный цвет, а при перемене восстановительной обстановки на окислительную темные бок­ситы становятся пестроцветными или красными. Се­ро­водород высаживает из растворов почти все ме­таллы, кроме Al, Mn, Be, Ca, Sn.

Хорошо растворяется в бескислородных водах и титан, на что указывают лейкоксен и анатаз в угле­носных песчаниках (35, с. 123), поэтому опасения В.А. Теня­кова по поводу "…немедленного раз­рушения типичной и характерной ассоциации гидролизующихся элементов…" (42, с. 22), якобы неизбежного при всех процессах рудонакопления, кроме латерит­ного, безосновательны с момента вы­кладки этого аргумента на бумагу (Теняков не мог не знать ра­бот своего соавтора).

Признаки сероводородного заражения обнаруживаются в разрезах большинства месторождений боксита, например: "Девонские бокситы Салаира большей частью окрашены в темные цвета. М.П. На­гор­ский (1958) считает, что формирование рудного горизонта происходило в резко восстановитель­ных условиях на глубине не свыше 50-80 м" (36, с. 246).

Пиритизированные боксит-колчеданы с прожилками асфальтита, приуроченные к по­дошве про­мышленной залежи в центральной части месторождения Красная Шапочка (СУБР), также свидетель­ствуют о сероводородном заражении области бокситонакопления (35, с. 200-201).

Предположение о ведущей роли сероводорода в бокситогенезе основывается на том же, на чем ос­но­вана рабочая гипотеза аккумуляции и осаждения марганца: в рудах многих месторожде­ний об­наруживаются алабандин (MnS) или гау­эрит (MnS₂); на Улутелякском месторождении даже вы­деля­ется некая “перспективная зона сульфидного марганцевого оруденения” (А.А. Макушин, БРГФ, 1987). Присутствие алабандина в руде свидетельствует о сероводород­ном зара­жении бассейна рудона­копления, где равновесно сосуществовала твердая фаза сульфидов марганца с жидким раство­ром свобод­ных катионов.

В отличие от марганца, сульфид алюминия (Al₂S₃) не относится к числу ископаемых минераль­ных индивидов, поскольку в обычных условиях он разлагается водой с образованием гидроксида и серо­водорода. Выделяющийся при гидролизе сероводород диссоциирует по первой ступени H₂SDH⁺+HS^-, при этом в зависимости от величины рН от 80 до 95% всего сероводорода находится в морской воде в виде HS^-.

В слабощелочных и нейтральных водах бескислородной зоны сероводородная кислота явля­ется растворителем многих рудных элементов, поскольку гидросульфид-ион становится комплек­сооб­разова­телем для металлов, образующих устойчивые соединения типа Ме(HS)_n^¯.

Бокситорудный процесс начинается в резко восстановительных условиях аноксич­ной зоны с долго­временного метасоматоза донных осадков сульфидными раство­рами алюминия, а за­канчива­ется в кислородной зоне лавинообразным сбросом гиббсита в результате ка­тастрофичного удаления сероводо­рода в цепной реакции кислого гидролиза:

                                          3H₂S+6O₂=3SO₄^2-+6H⁺

                                              ↑

Al₂S₃+6H₂O=2Al(OH)₃ ¯+3H₂S↑                             (6)

Из уравнения 6 видно, что образование гиббсита зависит от скорости удаления сероводорода, а окисле­ние H₂S, в свою очередь, влечет дальней­шее снижение pH водной среды, которое много­кратно ус­коряется как по причине образования серной кислоты (2Н⁺ + SO₄^2–), так и за счет гидро­лиза, когда гидроксид-ион удаляется вместе с алюминием в осадок, а водород остается в растворе (Al³⁺ +3H₂O = Al (OH)₃¯ + 3H⁺).

На этапе аккумуляции рудных элементов восстановительные условия под­готовительного бас­сейна допускают сопряженное нахождение в жидкой фазе гидратированных катионов марганца и алю­миния, стабилизированное избытком суль­фид-  или гидро­сульфид-ионов, когда HS^– эффективно конкурирует с гидроксид-ионом (ОН^-) за овладение валентными электронами металлов и обеспечи­вает стабильность металлосульфидных цепей:

                                           HS^–                       HS^–

                                                                    ^{|                               |}

                          ... — HS^–— Al³⁺— HS^– — Mn²⁺— HS^– —…                      (7)

                                                                    ^|

                                            HS^–

Здесь гранулы полимероподобного гидросульфидного комплекса объединяются посредством про­межуточных анионов с поделенными электронами.

Регрессия бассейна сопровождается насыщением воды кислородом, повышением Еh и увеличе­нием кислотности, что приводит к разрушению формы 7, поэтому наступает необратимое смещение равновесия в сторону образования нерастворимого осадка и начинается цепная реакция синтеза гидро­ксида алюминия, сопровождаемая бурным выделением газообразного сероводорода и лавинопо­доб­ным сбросом гиббсита на дно подго­товительного водоема задолго до его полного осуше­ния.

Очищенные таким образом от алюминия, кислые воды подготовительного бас­сейна насы­щаются продуктами растворения карбонатов (Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^–), кремнекислотой, сульфидами, а по мере их окисления – и сульфатами марганца, содержание кото­рых становится избыточным при нейтрализа­ции вод пролива в слабощелочных условиях конеч­ного водоема, поэтому карбонаты и кремнезем яв­ляются обычными нерудными компонен­тами марган­цевых месторождений.

*  *  *

Изложенная выше схема рудонакопления представляет собою первую и, возможно, неудачную по­пытку прояснения кинетики молекулярного раствора алюминия и марганца в разбавленной серово­дородной кислоте, так как сам автор считает её противоречивой в той же мере, в какой она ка­жется ему логичной. Однако, целесообразность продолжения исследований в предлагаемом направ­лении вытекает из множества фактов геологического строения руд­ных полей и месторожде­ний, не имею­щих удовлетворительного объяснения в рамках господствующей теории.

Зональное распределение элементов бокситорудных формаций в плане и на разрезах, многоярус­ное строение наиболее полных коло­нок продуктивных залежей, присутствие подрудного кар­ста и признаков метасоматоза, резкие ко­леба­ния мощностей литомаржа и “пряников”, включения окаменелостей морской фауны и битумов, псевдоморфизм и брекчирование, каолинизация и карбона­тиза­ция бокситов в зоне гипергенеза объясняются тео­рией латеритного рудообразования с большими за­труднениями и противоречиями.

Эта теория не отвечает на самые простые вопросы: почему, например, на Обуховском месторож­де­нии (Салаирский кряж) "Выступы дорудного фунда­мента обусловливают выклинива­ние рудной залежи, а межри­фовые понижения обеспечи­вают суще­с­твование наиболее продуктив­ных площадей с максималь­ной мощностью рудного гори­зонта" (36, с. 242)? – Если обухов­ские бокситы залегают "in situ", то почему во время продолжительного латеритного выветривания эти выступы не были размыты? А если руды переотложены, то тогда почему "…бокситы вдаются в тре­щины и неровности множе­ством карманов и прожилков (на глубину до 5 м – Г.В.), и одно­вре­менно происходит растворение известняков и их мета­соматическое замещение бокси­том, уси­ливающее брекчиевидность подошвы" (там же)?

С позиций геологии осадочных месторождений обрамляющее выклинивание не является чем-то не­обычным и множество подобных вопросов просто не возникает.

Не объясняет латеритная теория и наблюдаемое на каждом месторождении согласное залегание бокситов с осадочными породами кровли, а нередко – и подошвы (Тимшерское месторож­де­ние, 38), хотя само наличие континентального перерыва, который обычно насту­пает в результате значитель­ных тектонических подвижек, должно было бы вызвать несо­гласие в напла­стовании разновозраст­ных отложений.

Другой пример: присутствие бобово-оолитовых железных руд в составе бокситового пласта Кевда-Тобысского месторождения на Юж­ном Тимане объясняется хемоген­ным выпадением железа из раство­ров, на что указывает "…циклическое чередование очень тонких и правильных концен­тров алю­можелезисто-кремниевого вещества и колломорфное строение сгуст­ков" (38, с. 107).

При всём этом происхождение бокситов этого месторождения считается аллювиальным – за счет размыва латеритов и переотложения в долинах овра­гов и рек, хотя размыв латеритов предпола­гает наличие у водного потока некоторой скорости, что вряд ли допускает хемогенное обра­зо­вание "пра­вильных концентров". Здесь отметим, что свободный алюминий может замещать мно­гие металлы даже в оксидах, на чем основан метод алюмотермии: 6 Al+3Fe₃O₄=4Al₂O₃+9Fe. Подоб­ным же обра­зом железо вытесня­ется алюминием из взвесей и донных отложений в истинные рас­творы, а затем, при смещении реак­ции химического осаждения в его сторону, железо может осесть в виде сульфи­дов или залежей бобовых руд - обычных спутников бокситов.

Процесс формирования месторождения бокситов сам по себе является причиной смены окраски вмещающих пород, от светлой – в подошве, до темно-серой и черной – в кровле, поскольку садка гиббсита сопровождается выделением серово­дорода, который отравляет микроорганизмы, планктон, бентос, нектон и сам является продуктом углефика­ции органического углерода. Таким образом, не "заболачивание" бассейна рудонакопления (38), а сульфиды железа и фосси­лизированный углерод органического происхождения оказываются хромо­фо­рами темноцветных бокситов и по­род кровли.

По причине безжизненности зараженных сероводородом водоемов, рудовмещающие отложения в объеме нескольких ярусов, отделов и даже целых систем остаются немыми для палеонтологов, что осво­бождает сторонников латеритной теории от необходимости обоснования "перерывов" морского осадконакопления.

*  *  *

Известная способность алюминия образовывать прочную оксидную пленку как будто указывает на инерт­ность и невысокую его подвижность в зоне гипергенеза и это свойство металла слу­жит глав­ным обоснованием теории латеритного происхождения бокситов.  Однако, геохими­ческая судьба алюминия не ограничивается зоной гипергенеза. В восстановительных условиях серово­дород­ных котловин, где свободного кисло­рода нет и защитная пленка растворяется, алю­ми­ний в пол­ной мере обнаруживает свои свойства самого активного (после щелоч­ных) ме­талла. Эта ак­тивность выражается в бокситизации донных отложений чрезвы­чайно агрессивными раство­рами суль­фидов алюминия, щелоч­ность которых довольно быстро снижается в результате реак­ций кис­лого гидролиза (урав­нение 6) и метасоматического замещения горных пород ложа.

Существование столбообразных залежей бокси­тов с верти­кальным размахом оруденения свыше 200 м (Татарское месторождение), а также залега­ние афанито­вых брек­чированных бокситов на псев­доморфных или даже на “аллювиальных” (Санга­реди), позво­ляет различить две фазы в эволю­ции сульфидных растворов алюминия:

1)      бокситизацию “материнских” пород и донных осадков истинными растворами алюминия в щелоч­ной среде анаэробной зоны, т.е. площадной под­водный метасоматоз, и

2)      собственно седиментацию, т.е. осаждение коагеля глинозема в нейтральной и слабокислой среде, сопровождающуюся брекчированием руд­ного осадка в процессе его дегидратации.

Весьма продолжительный (время, век или более) метасоматоз донных осадков на опре­деленном этапе эволюции химизма и физических условий водной среды трансформируется в оса­дочное боксито­накопление.

Если такое предположение будет подтверждено просмотром шли­фов бокситовых галечников типа Санга­реди, то появятся хоро­шие перспективы обнаруже­ния бокситов в самых разных по воз­расту отложениях подготовительных бассейнов и для этого не потребуется “вертеть” Земной Шар и переме­щать его полюса в погоне за ла­теритами гумид­ных тропиков.

 Микропетрографическими исследованиями псевдоморфных структур галечных бокситов можно вы­яс­нить историю рудного процесса - был ли бокси­тизирован первично безрудный аллювий, или же раз­мыву и переотложению подверглось сформировавшееся месторождение. 

В первом случае бу­дет получено подтверждение существования подводного метасоматоза, кото­рый в стабильных условиях ана­эробной зоны должен проходить бо­лее эффективно, чем в речном ал­лювии на дневной поверхно­сти. Если же бокситовый галечник и его цемент окажутся продуктами размыва общей мате­ринской породы, то и этот факт не может считаться однозначным свидетель­ст­вом латеритного рудооб­разования, так как эта теория предпола­гает бокситообразование на дре­нируе­мых участках бовалей, сложенных породами основного состава.

После прочтения статьи о галечниковых бокситах Сангареди (42) самому автору приходится сожа­леть о выброшенных образцах "известняковых" конгломератов, отобранных в разное время из бортов депрессий по обе стороны Урала, но так и не проверенных на вскипание с помощью соляной кислоты.

Вперед