Механические осадочные месторождения – россыпи

Россыпи это рыхлые или сцементированные скопления терригенного материала, содержащие механические обломки полезного ископаемого.

В россыпях концентрируются золото, платина, киноварь (Hg), колумбит (Nb, Ta), вольфрамит (W), касситерит (Sn), шеелит (W), монацит (Th, U, TR), магнетит (Fe), ильменит (Ti), циркон (Zr), корунд, рутил, гранат, топаз, алмаз. При этом из россыпей получают около половины мировой добычи Ti, W, Sn, алмазов, золото, Pt, весь Th, гранат, киноварь.

Геологические условиям образования россыпей.Выделяются типы россыпей:

-аллювиальные (речные),

-латеральные - прибрежно-морские, прибрежно-океанические, прибрежно-озерные,

-гляциальные (моренные и др.),

-эоловые или дюнные.

По времени образования различают современные, погребенные (мезозой, кайнозой), древние (протерозой, палеозой) россыпи. По условиям залегания выделяются открытые и погребенные (перекрытые более молодыми отложениями) россыпи.

Источник россыпей - коренные горные породы или древние месторождения. Минеральный состав россыпей определяется составом их коренных источников – россыпеобразующих формаций.

В россыпях могут концентрироваться минералы с высоким удельным весом, плотные, химически и физически устойчивые. По плотности (г/см³) минералы составляют ряд: Au - 15-19; танталит - 6,3-8,2; магнетит - 5,2; шеелит - 5,9-6,2; ильменит - 4,7; циркон - 4,7; гранат - 3,5-4,2; алмаз - 3,5. Относительно коренного источника выделяются россыпи ближнего сноса (до 15 км от источника), дальнего сноса (региональные, латеральные), не имеющие видимой связи с источником.

Формы рудных тел россыпей зависят от условий их образования и разделяются на плащеобразные (площадные), пластовые, линзовидные, лентообразные, шнурковые, гнездовые.

Важным фактором формирования россыпей являются тектонические движения, определяющие вертикальное перемещение базиса эрозии, условия размыва и накопления обломочного материала в речных долинах или морских бассейнах. Они приводят к повторным эрозионно-аккумулятивным циклам, что создает возможность накопления значительного количества полезных компонентов.

Наибольшее промышленное значение имеют речные (аллювиальные) и прибрежно-морские (океанические) россыпи.

Аллювиальные россыпи разделяются на русловые – образуются в русле реки, находятся в процессе своего преобразования; долинные - окончательно сформировавшиеся долинные россыпи распространены наиболее широко и имеют главное промышленное значение. Террасовые россыпи являются остатками старых долинных россыпей. Косовые отличаются тем, что содержат наиболее подвижные мелкие частицы минералов, которые переносятся далеко вниз. Россыпи распадков представляют собой смешанный аллювиальный и делювиальный материал.

От вершины (головы) россыпь тянется вниз по течению, иногда прямо от коренного источника (рис. 62).

Ценные минералы имеют струйчатое распределение, характеризуются неравномерным скоплением (рис. 63).

Для поисков речных россыпей и их разработки важное значение имеет характер геологического разреза (рис. 64). Разрез долинных россыпей (снизу): 1-коренные породы (“плотик”), 2-элювиальный слой (“пески”) - перемытый или неперемытый материал, галечники с валунами (“речники”), 3-аллювиальные илы, глины, пески (“торфа”), колювиальные илы, глины, почвенно-растительный слой. Встречаются россыпи многоэтапного развития, в которых указанный разрез может повторяться.

При формировании россыпи тяжелые минералы отлагаются на “плотике” или в “песках”, т.е. в основании разреза. При перемещении тяжелых минералов водным потоком задержка их и отложение обусловлены неровностями поверхности плотика, его трещиноватостью (ребристый, волнистый плотик), наличием полостей, где могут накапливаться золото и другие минералы, образующие богатые гнезда. Ровный и гладкий плотик не благоприятствует накоплению рудных минералов.

Перемещение обломков минералов происходит в массе донных отложений или по поверхности речных осадков. Они переносятся под действием горизонтальных усилий течения, вертикальных усилий при лобовом сопротивлении обломков течению и вихревых возмущениях у дна. При достижении течением “критической скорости срыва” происходит отрыв материала от дна и его скачкообразное перемещение. Скорость меняется (сезонная, годовая, вековая), что определяет характер перемещения обломков. В то же время выдержанные по протяженности россыпи с равномерным распределением полезных компонентов имеют ровный плотик, постоянную мощность пласта. “Пески” отчетливо ограничены от “торфов”.

Рис. 64. Схема строения аллювиальной россыпи в поперечном разрезе

Формирование россыпей может происходить только на определенных стадиях развития речной сети. В юную стадию развития речной долины условия для образования россыпей неблагоприятны, т.к. в основном происходит размыв коренных пород. В дряхлую стадию эрозионная деятельность реки снижается, россыпи не образуются. Оптимальные условия для образования россыпей создаются в зрелую стадию, когда река сортирует свои осадки, меандрирует. Благоприятными для россыпеобразования являются повторные эрозионные циклы, что приводит к выносу “пустых” осадков, обогащению россыпи и иногда – к образованию многоярусных рудных тел.

Распределение ценных минералов в россыпи различно. Легкие и прочные зерна алмазов могут транспортироваться на расстояние до 10 км. Монацит уносится до 100 км. Вольфрамит и касситерит менее стойки, а шеелит и киноварь переносятся на первые сотни метров. Золото и платина также образуют протяженные россыпи (5-10 до 12 км), что хорошо видно на примере одного из крупных районов развития речных россыпей - Бодайбинского (Вост. Сибирь) – россыпи р.р. Бодайбо, Маракан и др.

Прибрежно-морские россыпи формируются под влиянием приливно-отливных течений, волноприбойной деятельности, береговых течений. Они образуются в стабильных по профилю берегах с непрерывным возвратно-поступательным перемещением обломочных масс. Абрадируемые (крутые) и аккумулятивные (пологие, зарыхленные) берега являются неблагоприятными для образования россыпей.

Образование прибрежных россыпей происходит при многократном выбросе материала со склона на пляж прибойными волнами и при его последующем отмучивании сбегающей волной. Наиболее благоприятны субтропические условия, где материал переносится в область прибрежных пляжей дождевыми потоками и реками. Прибрежные течения “растягивают” материал вдоль берега, образуя так называемые “бары” (рис. 65).

Для этих россыпей характерны: 1-большая протяженность (сотни км) и значительные запасы, 2-хорошая отсортированность материала, хорошая окатанность ценных минералов, 3-приуроченность к верхним частям песчаных отложений, 4-лентообразная форма тел, имеющих в разрезе вид узких линз, 5-накопление таких рудных минералов, как рутил, ильменит, монацит, циркон, реже Au, Pt, алмазы.

Прибрежно-морские россыпи разделяются на пляжные, баровые, косовые, береговых валов, лагун, дельт, подводных склонов.

На северном и восточном морских побережьях России образование россыпей происходит в шельфовой области в пограничной зоне океан-континент. По геодинамической обстановке это пассивные или активные континентальные окраины. Благоприятными являются выдающиеся вглубь континента приморские низменности и подводные долины. На Арктическом побережье климатические условия россыпеобразования менее благоприятны. Однако здесь известны крупные россыпи золота (Рывеемский узел) и касситерита (Ляховский, Чаунский районы), а также экзотические россыпи мамонтовой кости (острова на побережье от устья Хатанги до Колымы). На Дальневосточной окраине имеются россыпи минералов черных металлов (Ti, Fe), хромита, платины, касситерита, а также золота.

Классическим примером прибрежно-морских россыпей является побережье Индийского океана, где бары и косы, содержащие лентообразные тела, обогащенные монацитом, цирконом, магнетитом и др. минералами, протягиваются на сотни км на территории штатов Траванкур-Кочин и Андхра.

Главнейшие формации россыпных месторождений: 1- золотоносная (Бодайбинский, Приамурский районы в Сибири, россыпи Калифорнии, Аляски); 2 – алмазоносная (россыпи Якутии, Южн. Африки); 3 - монацитовая (Индия, Бразилия); 4 – тантало-ниобиевая (Бразилия, Нигерия, Конго); 5 – оловянно-вольфрамовая (Малайзия, Индонезия).