Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 103856 10.2205/2026ES001079 itrkfh ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Occurrence of Bauxite at the Shemrai Deposit of the Belgorod High-grade Iron ore Region (Kursk Magnetic Anomaly Проявление бокситов на Шемраевском месторождении Белгородского железорудного района (Курская магнитная аномалия) https://orcid.org/0000-0002-1134-6248 Никулин Иван Иванович Nikulin Ivan Ivanovich iinikulin@gmail.com

доктор геолого-минералогических наук;

doctor of geological and mineralogical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-2793-7173 Боева Наталья Михайловна Boeva Natalia Mihaylovna boevaigem@mail.ru

доктор геолого-минералогических наук;

doctor of geological and mineralogical sciences;

 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук Россия Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) Москва Россия Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences (IGEM RAS) Moscow Russian Federation 22 07 2026 22 07 2026 26 3 ES3004 03 09 2025 05 11 2025 https://rjes.ru/en/nauka/article/103856/view

В работе представлены результаты первых комплексных исследований геологогеохимических особенностей формирования бокситов в коре выветривания пород протерозойской курской серии в пределах Шемраевского месторождения богатых железных руд. Применение комплекса современных методов (рентгенофазовый анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, ICP-MS масс-спектрометрия, петрографические и минералогические исследования) позволило установить, что образование бокситов происходило по филлитовидным сланцам в условиях умеренной латеритизации, сопровождавшейся интенсивным выносом кремнезёма. Сравнительный анализ геохимических данных и построение дискриминационных диаграмм выявили многостадийный характер процесса бокситообразования. Накопление глинозёма осуществлялось in situ, благодаря высокой проницаемости преобразованных пород курской серии и воздействию метеорных вод. Установлена обратная корреляция между содержанием глинистых минералов и интенсивностью латеритизации, что указывает на их формирование в различные временные этапы. Выявленное проявление классифицируется как ферриаллитовая кора выветривания. Обнаружение бокситоносных проявлений в данной части Курской магнитной аномалии (КМА) свидетельствует о высоком потенциале для выявления новых месторождений бокситов на юге КМА.

The paper presents the results of the first comprehensive studies of the geological and geochemical features of bauxite formation in the crust of the weathering rocks of the Proterozoic Kursk series within the Shemraevsky deposit of rich iron ores. The use of a complex of modern methods (X-ray phase analysis, X-ray fluorescence analysis, ICP-MS mass spectrometry, petrographic and mineralogical studies) made it possible to establish that bauxite formation occurred in phyllite shales under conditions of moderate lateritization, accompanied by intensive removal of silica. A comparative analysis of geochemical data and the construction of discriminatory diagrams revealed the multi-stage nature of the bauxite formation process. The accumulation of alumina was carried out in situ, due to the high permeability of the transformed rocks of the Kursk series and the effects of meteoric waters. An inverse correlation has been established between the content of clay minerals and the intensity of lateritization, which indicates their formation at various time stages. The revealed manifestation is classified as a ferriallite weathering crust. The discovery of bauxite-bearing manifestations in this part of the Kursk Magnetic anomaly (KMA) indicates a high potential for the identification of new bauxite deposits in the south of the KMA.

 бёмит гиббсит кора выветривания Курская серия Шемраевское месторождение Белгородский рудный район латеритизация ферриаллитовая кора boehmite gibbsite weathering crust Kursk series Shemraevskoye deposit Belgorod ore region lateritization ferriallite crust Исследование выполнено при финансовой поддержке государственного задания ИГЕМ РАН «Кристаллохимические особенности, химический состав минералов и их ассоциаций как генетические индикаторы эндогенных и экзогенных процессов» № 124022400142-2, аналитические исследования проведены в ЦКП «ИГЕМ АНАЛИТИКА». The study was carried out with the financial support of the state assignment of the IGEM RAS “Crystal-chemical features, chemical composition of minerals and their associations as genetic indicators of endogenous and exogenous processes” No. 124022400142-2, analytical studies were carried out at the IGEM ANALITIKA Collective Use Center.

Бенеславский С. И. Минералогия бокситов. — М. : Недра, 1974. — 168 с. Aleva G. J. J. Laterites. Concepts, Geology, Morphology and Chemistry. — Wageningen : ISRIC, 1994. — 169 p. Бортников Н. С., Волков А. В., Галямов А. Л. и др. Минеральные ресурсы высокотехнологичных металлов в России: состояние и перспективы развития // Геология рудных месторождений. — 2016. — Т. 58, № 2. — С. 97— 119. — https://doi.org/10.7868/S0016777016020027 Beneslavsky S. I. Mineralogy of bauxites. — M. : Nedra, 1974. — 168 p. — (In Russian). Бурмин Ю. А. Геология металлоносных кор выветривания. — М. : Недра, 1984. — 237 с. Bortnikov N. S., Volkov A. V., Galyamov A. L., et al. Mineral resources of high-tech metals in Russia: State of the art and outlook // Geology of Ore Deposits. — 2016. — Vol. 58, no. 2. — P. 83–103. — https://doi.org/10.1134/s10757 01516020021 Никитина А. П. и Алексеева З. И. Висловское и Ольховатское месторождения латеритных бокситов стадийного формирования (Воронежская антеклиза) // Генетическая классификация и типы бокситовых месторождений СССР. — М. : Наука, 1974. — С. 22—45. Braun J., Mercier J., Guillocheau F., et al. A simple model for regolith formation by chemical weathering // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. — 2016. — Vol. 121, no. 11. — P. 2140–2171. — https://doi.org/10.1002/2016jf003914 Никулин И. И. Богатые железные руды Курской магнитной аномалии. — М. : КДУ, 2024. — 408 с. Burmin Yu. A. Geology of metal-bearing weathering crusts. — M. : Nedra, 1984. — 237 p. — (In Russian). Никулин И. И., Старостин В. И. и Самсонов А. А. Месторождения довизейских бокситов и железо-алюминиевых руд КМА и перспективы их освоения // Геология рудных месторождений. — 2021. — Т. 63, № 4. — С. 382—396. — https://doi.org/10.31857/S0016777021040055 Liu J., Xiong K., Zhang H., et al. The effect of alumina as an interfacial layer on the reactivity of Al/PTFE energetic composites // Journal of Materials Research and Technology. — 2023. — Vol. 24. — P. 3033–3047. — https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.03.223 Савко К. А. и Поскрякова М. В. Минералогия, фазовые равновесия и условия метаморфизма пород Шемраевского железорудного месторождения Курской магнитной аномалии // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. — 2004. — № 1. — С. 68—84. Nesbitt H. W. and Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. — 1982. — Vol. 299. — P. 715–717. — https://doi.org/10.1038/299715a0 Сиротин В. И. Минералогические типы и условия образования белгородских бокситов // Генезис бокситов. — М. : Наука, 1966. — С. 130—141. Nikitina A. P. and Alekseeva Z. I. Vislovskoe and Olkhovatka deposits of lateritic bauxites of staged formation (Voronezh anteclise) // Genetic classification and types of bauxite deposits of the USSR. — M. : Nauka, 1974. — P. 22–45. — (In Russian). Aleva G. J. J. Laterites. Concepts, Geology, Morphology and Chemistry. — Wageningen : ISRIC, 1994. — 169 p. Nikulin I. I. Rich iron ores of the Kursk Magnetic Anomaly. — M. : KDU, 2024. — 408 p. — (In Russian). Braun J., Mercier J., Guillocheau F., et al. A simple model for regolith formation by chemical weathering // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. — 2016. — Vol. 121, no. 11. — P. 2140–2171. — https://doi.org/10.1002/2016jf003914 Nikulin I. I., Starostin V. I. and Samsonov A. A. Pre-Visean Bauxites and Iron-Aluminum Ores Deposit of the KMA and Prospects for Development // Geology of Ore Deposits. — 2021. — Vol. 63, no. 4. — P. 368–381. — https://doi.org/10.1134/s107570152104005x Liu J., Xiong K., Zhang H., et al. The effect of alumina as an interfacial layer on the reactivity of Al/PTFE energetic composites // Journal of Materials Research and Technology. — 2023. — Vol. 24. — P. 3033–3047. — https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.03.223 Nyamsari D. G., Yalçin M. G. and Wolfson I. Alteration, chemical processes, and parent rocks of Haléo-Danielle Plateau bauxite, Adamawa-Cameroon // Lithology and Mineral Resources. — 2020. — Vol. 55, no. 3. — P. 231–243. — https://doi.org/10.1134/S0024490220030049 Nesbitt H. W. and Young G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. — 1982. — Vol. 299. — P. 715–717. — https://doi.org/10.1038/299715a0 Özlü N. Trace-element content of ?Karst Bauxites? and their parent rocks in the mediterranean belt // Mineralium Deposita. — 1983. — Vol. 18, no. 3. — P. 469–476. — https://doi.org/10.1007/bf00204491 Nyamsari D. G., Yalçin M. G. and Wolfson I. Alteration, chemical processes, and parent rocks of Haléo-Danielle Plateau bauxite, Adamawa-Cameroon // Lithology and Mineral Resources. — 2020. — Vol. 55, no. 3. — P. 231–243. — https://doi.org/10.1134/S0024490220030049 Patino L. C., Velbel M. A., Price J. R., et al. Trace element mobility during spheroidal weathering of basalts and andesites in Hawaii and Guatemala // Chemical Geology. — 2003. — Vol. 202, no. 3/4. — P. 343–364. — https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2003.01.002 Özlü N. Trace-element content of ?Karst Bauxites? and their parent rocks in the mediterranean belt // Mineralium Deposita. — 1983. — Vol. 18, no. 3. — P. 469–476. — https://doi.org/10.1007/bf00204491 Price J. R. and Velbel M. A. Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks // Chemical Geology. — 2003. — Vol. 202, no. 3/4. — P. 397–416. — https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001 Patino L. C., Velbel M. A., Price J. R., et al. Trace element mobility during spheroidal weathering of basalts and andesites in Hawaii and Guatemala // Chemical Geology. — 2003. — Vol. 202, no. 3/4. — P. 343–364. — https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2003.01.002 Rudnick R. L. and Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry. — Elsevier, 2003. — P. 1–64. — https://doi.org/10.1016/b0-08-043751-6/03016-4 Price J. R. and Velbel M. A. Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks // Chemical Geology. — 2003. — Vol. 202, no. 3/4. — P. 397–416. — https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001 Savko K. A. and Poskryakova M. V. Mineralogy, phase relations, and metamorphic conditions of banded iron formation (BIF) rocks of the Shemrayevskoye deposits, Kursk Magnetic Anomaly // Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology. — 2004. — No. 1. — P. 68–84. — (In Russian). Rudnick R. L. and Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry. — Elsevier, 2003. — P. 1–64. — https://doi.org/10.1016/b0-08-043751-6/03016-4 Schellmann W. Eine neue Lateritdefinition // Geologisches Jahrbuch (Reihe D). — 1982. — Vol. 58. — P. 31–47. Schellmann W. Eine neue Lateritdefinition // Geologisches Jahrbuch (Reihe D). — 1982. — Vol. 58. — P. 31–47. Schroll E. and Sauer D. Beitrag zur Geochemie von Titan, Chrom, Nikel, Cobalt, Vanadium und Molibdan in Bauxitischen gestermen und problem der stofflichen herkunft des Aluminiums // Travaux du ICSOBA. — 1968. — Vol. 5. — P. 83– 96. Schroll E. and Sauer D. Beitrag zur Geochemie von Titan, Chrom, Nikel, Cobalt, Vanadium und Molibdan in Bauxitischen gestermen und problem der stofflichen herkunft des Aluminiums // Travaux du ICSOBA. — 1968. — Vol. 5. — P. 83–96. Shaw D. M. Interprétation Géochemique des Éléments en Traces dans les Roches Cristallines. — Paris : Masson, 1964. — 241 p. Shaw D. M. Interprétation Géochemique des Éléments en Traces dans les Roches Cristallines. — Paris : Masson, 1964. — 241 p. Sirotin V. I. Mineralogical types and formation conditions of Belgorod bauxites // Genesis of bauxites. — M. : Nauka, 1966. — P. 130–141. — (In Russian). Tardy Y. and Nahon D. Geochemistry of laterites, stability of Al-goethite, Al-hematite, and Fe (super 3+) -kaolinite in bauxites and ferricretes; an approach to the mechanism of concretion formation // American Journal of Science. — 1985. — Vol. 285, no. 10. — P. 865–903. — https://doi.org/10.2475/ajs.285.10.865 Tardy Y. and Nahon D. Geochemistry of laterites, stability of Al-goethite, Al-hematite, and Fe (super 3+) -kaolinite in bauxites and ferricretes; an approach to the mechanism of concretion formation // American Journal of Science. — 1985. — Vol. 285, no. 10. — P. 865–903. — https://doi.org/10.2475/ajs.285.10.865 Yesavage Y., Fantle M. S., Vervoort J., et al. Fe cycling in the Shale Hills Critical Zone Observatory, Pennsylvania: An analysis of biogeochemical weathering and Fe isotope fractionation // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2012. — Vol. 99. — P. 18–38. — https://doi.org/10.1016/j.gca.2012.09.029 Yesavage Y., Fantle M. S., Vervoort J., et al. Fe cycling in the Shale Hills Critical Zone Observatory, Pennsylvania: An analysis of biogeochemical weathering and Fe isotope fractionation // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2012. — Vol. 99. — P. 18–38. — https://doi.org/10.1016/j.gca.2012.09.029