Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 491, № 2, стр. 20-26

Общеизвестно, что одним из факторов, контролирующих образование и сохранность бокситоносных латеритных кор выветривания, является геоморфологический. Как видно на карте геоморфологического районирования западной части Гвинейского плоскогорья (рис. 1), самая крупная в мире бокситоносная провинция Фута Джалон-Мандинго (ФДМ) [1] расположена в пределах плато Фута Джалон (запад и центр) и гор Мандинго (восток). Месторождения бокситов в пределах провинции приурочены, как правило, к плоским, плоскоступенчатым и пологоволнистым участкам рельефа на разновысотных водораздельных пространствах и останцовых возвышенностях, получивших местное название боваль. Вершины и пологие склоны бовалей являются фрагментами выравненных поверхностей разновозрастных геоморфологических уровней.

Рис. 1.

Геоморфологическое районирование территории провинции Фута Джалон-Мандинго и ее обрамления. 1–4 геоморфологические районы: 1 – Приморская равнина; 2 – плато Фута Джалон-Мандинго; 3 – Гвинейская возвышенность; 4 – Межгорная равнина; 5–8 контуры: 5 – бокситоносной провинции Фута Джалон-Мандинго; 6 – геоморфологических районов; 7 –водораздела рек, впадающих в Атлантический океан и в р. Нигер; 8 – возвышенностей; 9 – границы государств региона; 10 – месторождение Ньяколенесирая.

Дискуссионным является возраст этих поверхностей, так как в их пределах нет надежно фаунистически или палинологически датированных отложений.

Традиционная для данной территории схема геоморфологического развития была разработана во второй половине прошлого столетия и связана с именами П. Мишеля [2], М. Ламота и Г. Ружери [3], Ю.П. Селиверстова [4]. Они, так же как Л. Кинг [5] для Центральной и Южной Африки, относят самые высокие поверхности к гондванскому и постгондванскому уровням. Схема П. Мишеля с некоторыми уточнениями Я. Гуннеля [6] принята большинством исследователей. По Х. Зегерсу и Ж.-К. Лепрану [7] существовала только одна Африканская поверхность с бокситами, деформированная на различные высоты, а на пониженных ее участках бокситы заместились железистыми латеритами. Д. Шардон с коллегами [8] считал, что верхние поверхности – Гондванская, Постгондванская и Африканская по П. Мишелю – с бокситоносными латеритными покровами имеют меловой возраст. Низкие участки поверхности типа месторождения Сангареди на западе или бовалей восточнее и западнее Бамако относятся к Африканской (эоценовой) поверхности, а бокситы на них являются переотложенными с верхних меловых уровней. Позже К. Берк и Я. Гуннель [9] предложили объединить три верхних уровня П. Мишеля в единую сложную Африканскую поверхность, на которой образовались бокситы в период 70–40 млн лет (с маастрихта до среднего эоцена). Существует точка зрения, что педименты и педиплены южнее Сахары с бокситами и латеритами имеют неогеновый возраст [5]. Определения абсолютного возраста (³⁹Ar/⁴⁰Ar) марганцовистых минералов дали в Буркина Фасо значения на поверхности 59–45 млн лет, то есть эоцен [10]. Тем же методом на Юге Африки в Катанге окислы марганца в коре выветривания по марганцовистым карбонатным породам датированы в 10.9–2.6 млн лет [11].

Обобщения данных о последовательности, литологическом составе, фациях и возрасте мезозойско-кайнозойских отложений в краевой части Сенегало-Гвинейской периокеанической впадины [1, 12, 13], а также детальное картирование и широкий фронт поисково-разведочного бурения на бокситы на соседней территории плато Фута Джалон, позволили провести геолого-геоморфологическую корреляцию и существенно уточнить схему геоморфологического развития ФДМ.

На континентальной части Гвинеи Бисау наименее удаленные от отрогов плато Фута Джалон (в 150 км к западу) отложения нижнего и верхнего (до маастрихта) мела подсечены скважиной CF-1 (рис. 2).

Рис. 2.

Геологический разрез через восточную часть Сенегало-Гвинейской периокеанической впадины (Гвинея–Бисау): 1 – отложения среднего миоцена: известняки со слабой фосфатной минерализацией, мергели, глины; 2 – отложения олигоцен-нижнемиоценовые: пески кварцевые с обломками обугленной древесины, линзами латеритного гравия и глин; 3 – отложения палеоцена-среднего эоцена: известняки с фосфатной минерализацией, мергели, глины; 4 – отложения маастрихта: пески кварцевые с прослоями глин, лигнитов; 5 – отложения верхнего мела (домаастрихского): пестрое переслаивание глин, песчанистых глин, известняков, песчаников с карбонатным цементом, песков; в восточной части больше песчанно-глинистых отложений, в западной – карбонатных; 6 – отложения нижнего мела: переслаивание песчанно-глинистых и карбонатных отложений; на западе больше известняков; 7 – отложения девона (свита Фаро): мелкозернистые песчаники внизу и алевро-аргиллиты вверху; 8 – отложения силура (свита Телимеле): алевро-аргиллиты, аргиллиты (так называемые граптолитовые сланцы); 9 – отложения ордовика (свита Пита): разнозернистые кварцевые песчаники с прослоями кварцевых гравелитов и конгломератов; 10 – включения: а) сингенетического пирита или марказита, б) линз лигнита; 11 – разломы; 12 – границы геологические: а) согласные, б) с размывом; 13 – глубокие скважины и их номера.

За достаточно длительный период с апта по кампан, 50 млн лет, по смене осадков в краевой части впадины можно говорить о двух-трех циклах относительной геодинамической стабилизации, которые сменялись активизацией размыва с накоплением песков и алевритисто-глинистых отложений.

В маастрихте морской бассейн распространился на восток, и в это же время происходит подъем Фута Джалона и активный размыв интенсивно выветрелых пород – в составе отложений маастрихта преобладают кварцевые пески. С палеоцена по средний эоцен накапливается довольно мощная пачка карбонатных пород – известняков с фосфатной минерализацией и мергелей. На сопряженной суше процессы размыва и выноса материала в акваторию затухают. На фоне подъема базиса эрозии продукты переотложения с топографически выше залегающих кор выветривания должны были накапливаться, заполняя долины и перекрывая низкие ступени маастрихтского рельефа, образуя аккумулятивные поверхности. В результате продолжающегося отступания склонов и аккумуляции к концу среднего эоцена сформировалась Африканская наиболее выравненная поверхность.

С позднего эоцена наступает неотектонический этап подъема, его первая фаза, которая продолжается до конца раннего миоцена и которой соответствует снова (как и в маастрихте) накопление толщи кварцевых песков с обломками обугленной древесины и с линзами латеритного гравия. На плато Фута Джалон и Мандинго происходит расчленение Африканской поверхности и ступенчатый врез, образующий лестницу педипленов промежуточного рельефа.

В среднем миоцене обстановка контрастно меняется на стабилизацию с накоплением во впадине снова известняков и мергелей, а внутри Фута Джалона происходит подъем базиса эрозии. Материал из разрушаемых латеритных кор выветривания заполнял долины, а затем и низкие водораздельные пространства. Среднемиоценовые водноосадочные аллювиальные и аллювиально-озерные отложения частично сохранились к настоящему времени и выделены в серию Сангареди [4, 14]. В процессе детального картирования на северо-западе провинции ФДМ было выявлено более 190 тел и залежей этих отложений, которые благодаря латеритизации превращены в высококачественные бокситы. Литологические типы этих бокситов отражают пестрый первичный литологический состав отложений серии Сангареди от галечников и гравийников до песчанистых илов и глин.

Этими континентальными отложениями была сложена аккумулятивная равнина, прилегающая к склонам досреднемиоценового рельефа плато Фута Джалона и гор Мандинго.

К концу среднего миоцена снова (как и к концу среднего эоцена) произошло формирование обширной выравненной поверхности сложного эрозионно-денудационного и аккумулятивного генезиса.

Начавшийся в позднем миоцене подъем территории привел к расчленению и размыву аккумулятивной равнины с опусканием уровня грунтовых вод и выводом отложений серии Сангареди в зону латеритной бокситизации. По глинам серии Сангареди и по обеленым подстилающим коренным породам образовались гелеморфные афанитовые и оолитовые бокситы, отличающиеся очень высоким качеством (Al₂O₃ 55–65 до 70%) и повышенным содержанием бёмита. Эти крепкие породы лучше сохранились, чем бокситизированные отложения серии Сангареди.

В классических латеритных корах выветривания данной провинции повышенного содержания бемита и наличия гелеморфных и оолитовых бокситов не фиксировалось. Они встречаются только в связи с латеритизацией обеленных отложений серии Сангареди или с совместно латеритизированными подстилающими породами. Этот минералого-петрографический и геохимический признак пород коры выветривания был использован при составлении первой карты выравненных поверхностей региона (рис. 3).

Рис. 3.

Карта геоморфологических циклов развития рельефа Гвинейской Республики и ее обрамления: 1–6 – площади с сохранившимися фрагментами господствующих в рельефе выровненных поверхностей различного возраста: 1 – позднемелового (до маастрихтского), 2 – маастрихт-среднеэоценового (африканская поверхность), 3 – позднеэоцен-раннемиоценового (промежуточный рельеф или первой фазы неотектонического этапа), 4 – средне-позднемиоценового (главная бокситоносная поверхность), 5 – плиоцен-раннеплейстоценового (пьедестальный уровень), 6 – среднеплейстоцен-голоценового (а – на Приморской и b – на Межгорной равнинах); 7 – контур бокситоносной провинции Фута Джалон-Мандинго; 8 – линеаменты.

Белые гелеморфные бокситы с повышенным содержанием бёмита известны не только в районе месторождения Сангареди на западе ФДМ, но и в приосевой возвышенной части Фута Джалона (на высотах до 1150–1200 м) и на восточном его склоне (на высотах 800–950 м) и еще восточнее на плато Мандинго вплоть до бовалей с отметками 450–550 м района Восточное Бамако. Это однозначно свидетельствует о едином геоморфологическом уровне, где были распространены отложения серии Сангареди и связанные пространственно и генетически с ними белые гелеморфные бокситы.

Следует считать доказанным, что в постсреднемиоценовое время произошли существенные дифференцированные дислокации рельефа. За последние десятилетия многие исследователи ([9, 15] и др.) указывают на наиболее активные деформации именно в период 12–10…2–3 млн лет, то есть в постсреднемиоценовое время, и связывают их с длинноволновыми деформациями и конвективными движениями в подкоровом и мантийном веществе.

По оси поднятия Фута Джалона высотные отметки достигают 1538 м. Средне-позднемиоценовый рельеф здесь находится на абсолютных отметках до 1150–1200 м. Выше остаются менее 400 метров, в которые можно вложить только рельеф позднеэоценового-олигоценового возраста, а также Африканской поверхности.

Не только гондванская поверхность, но и постгондванский рельеф вряд ли могли сохраниться до нашего времени. Из собственных расчетов и анализа данных других исследователей скорость планации – плоскостной денудации составляет не менее 5 м/млн лет. Соответственно, за почти 150 млн лет с момента формирования Гондванской поверхности [5] планацией срезано минимум 750 м, а с момента Постгондванской – не менее 500 м.

Древний рельеф существовал в соответствии с Гондванским и Постгондванским геоморфологическими циклами, но к настоящему времени он никак не мог сохраниться. К аналогичному выводу для Центральной и Южной Африки пришел Ф. Гайоши с коллегами [15].

В уточненной нами схеме геоморфологического развития (рис. 4) останцы над Африканской поверхностью отнесены к остаткам позднемелового (предмаастрихтского) рельефа, чтобы отдать должное идее поступательного циклического геоморфологического развития региона.

Рис. 4.

Схема развития геоморфологической «лестницы» выравненных поверхностей на западном склоне морфоструктуры Фута Джалон-Мандинго (А) и литологические типы отложений в сопредельной (краевой) части Сенегало-Гвинейской периокеанической впадины (B): 1 – контур современного рельефа; 2 – контур рельефа на конец раннего миоцена в западной части морфоструктуры; 3 – аллювиальные и аллювиально-озерные среднемиоценовые отложения серии Sangaredi; 4 – врезы денудационной среднемиоценовой поверхности в раннемиоценовый и позднеолигоценовый рельеф; 5 – продолжительность в млн лет; 6 – преобладающие литологические типы отложений для различных возрастных подразделений; 7 – периоды активизации подъема сопредельной суши и размыва кор выветривания.

В заключении выделим принципиально новые подходы и полученные результаты существенного уточнения геоморфологического развития региона ФДМ.

Впервые доказано, что в среднем миоцене произошла инверсия базиса эрозии, смена палеогеографических условий с накоплением по всему региону (а не локально) континентальных аллювиальных и озерных отложений серии Сангареди. Латеритизация переотложенного субстрата и обеленных коренных пород ложа привели к образованию белых очень высококачественных с повышенным содержанием бёмита бокситов. Эти бокситы впервые использованы как возрастной репер при картировании средне-позднемиоценовой выравненной поверхности.

Впервые расчетами и геоморфологическим построением доказано, что в пределах осевой части поднятия Фута Джалон не мог сохраниться древний Гондванский и Постгондванский рельеф, что отражено в новой схеме геоморфологического развития региона (рис. 4) и на первой для региона карте выравненных поверхностей (рис. 3).

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Исследования проведены при выполнении госзадания ИГЕМ РАН 0136–2018–0025.