Крупность обломочных пород и характеристики россыпей

Более крупнообломочные из названных полезных ископаемых отлагаются в основном в горных и предгорных условиях или вдоль берегов морей. Они используются в качестве материала для дорожного строительства (отсыпка путей) или в качестве наполнителей для бетонных работ. Это делювиально-пролювиальные, а также аллювиальные и ледниково-моренные отложения горных распадков и предгорных долин, которые располагаются в районах Кавказа, Средней Азии, Алтае-Саянской и Забайкальских горных систем. В Европейской части СССР крупнообломочные полезные ископаемые добываются в основном из отложений ледниковых морен. По мере сноса в более равнинные районы в процессе механической дифференциации переносимого материала водотоками производится сортировка отлагаемых обломков прежде всего по их крупности. В равнинах, прибрежных и морских условиях образуются месторождения галечников и мелкозернистых осадков (песков, алевритов, пелитов и глин), являющихся самыми широко используемыми полезными ископаемыми – строительными материалами. Эти месторождения имеют в основном речное-аллювиальное и озерно-морское происхождение и связаны с пойменными и древними террасами крупных рек, а также с мезозойско-кайнозойскими озерно-морскими осадками, широко распространенными в чехле Русской и Сибирской платформ. Они также связаны с моренно-ледниковыми и флювиогляциальными (водно-ледниковыми) отложениями.

По возрасту обломочные полезные ископаемые являются в основном наиболее молодыми – четвертичными, но могут быть и более древними. В последнем случае они обычно являются более плотными, в той или иной мере метаморфизованными, сцементированными и менее пригодны для использования в рыхлом виде. Обломочные осадочные месторождения строительных материалов представлены рыхлыми породами, состоящими в основном из наиболее распространенных породообразующих минералов (кварца, полевых шпатов) и продуктов их химического выветривания (глинистых минералов).

Выветриванию, сносу в долины и переносу реками подвергаются обломки пород, которые кроме основных породообразующих минералов содержали рассеянную вкрапленность, а иногда обогащенные скопления и даже фрагменты коренных рудных тел, состоящих из ценных промышленных минералов, в том числе химически устойчивых в поверхностных условиях минералов. Эти минералы при разрушении содержащих их пород и рудных тел будут тоже вскрываться, переноситься и при благоприятных условиях концентрироваться среди рыхлых отложений, образуя вторую и ценнейшую группу механи­ческих осадочных месторождений – россыпные месторождения или россыпи.

Россыпями называются скопления рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего в виде зерен или сросшихся агрегатов те или иные ценные минералы. Россыпи образуются в результате разрушения коренных источников россыпеобразующих минералов – эндогенных месторождений, рудопроявлений, минерализованных горных пород, а также путем перемыва осадочных пород с повышенными концентрациями ценных минералов – промежуточных коллекторов. В зависимости от рельефа местности эти ценные химически устойчивые минералы выветриваемых пород будут при ровном рельефе участка накапливаться в коре выветривания без их перемещения, образуя в верхней части выветриваемых исходных пород и рудных тел элювиальные россыпи.

При неровном рельефе эти минералы и их срастания будут перемещаться вместе с другими обломками вниз по склону, образуя спускающиеся от коренных источников склоновые или делювиальные россыпи, или будут накапливаться у основания склонов, давая коллювиальные россыпи (рис. 67). Элювиально-делювиальные и коллювиальные россыпи образуются на месте или вблизи участков разрушения коренных источников россыпеобразующих минералов и потому близки к генетическому типу месторождений выветривания. Эти россыпи имеют в основном большое поисковое значение для выявления по ним коренных рудных тел. Лишь в случаях их связи с крупными коренными месторождениями и особо благоприятными для выветривания условиями эти россыпи иногда имеют большое практическое значение, являясь самостоятельными объектами высокоэффективной отработки (некоторые месторождения алмазов и других драгоценных камней, олова, золота, колумбита-танталита, бадделеита, киновари).

Рис. 67. Схема размещения россыпей различных классов и подклассов в поперечном разрезе речной долины

и в ее перспективе:

1–7—осадочные россыпи: 1 – собственно русловая; 2 – косовая; 3 – долинная; 4–6 – террасовые (4 – первой террасы, 5 – второй террасы, 6 – третьей террасы); 7 – пролювиальная; 8–10 – россыпи выветривания: 8 – коллювиальная; 9 – делювиальная; 10 – элювиальная; 11 – коренные рудные тела

Для этих россыпей характерна слабая окатанность обломочного материала, его плохая сортировка и неравномерное распределение практически во всей толще рыхлых отложений. Промежуточное положение между вышеназванными россыпями со слабо перемещенными продуктами разрушения коренных пород и руд и последующими речными и другими россыпями, в которых в процессе осаждения концентрируются россыпеобразующие минералы после их значительного перемещения от коренных источников, занимают ложковые (или распадковые) россыпи. Они образуются в самых верховьях рек – в логах (ключах, распадках) еще не имеющих постоянных водотоков, характеризующихся крутыми склонами, с которых спускаются делювиально-коллювиальные россыпи, прямыми продолжениями которых они и являются. Пролювиальные россыпи приурочены к конусам выноса временных водотоков (см. рис. 67). Эти конуса выноса в предгорьях в засушливых районах часто сливаются, образуя широкие пролювиальные шлейфы. В них также еще не происходит хорошей сортировки и обогащения материала.

Попадая в долины ручьев и рек, устойчивые минералы и их срастания переносятся водотоками на некоторое расстояние, дробятся и сортируются, а затем отлагаются в руслах и долинах рек или вдоль побережий озер и морей вместе с прочим обломочным материалом. В процессе переноса при механической дифференциации обломков в реках, а также в прибрежной части морей и озер их разделение происходит не только по крупности, но и по плотности, форме зерен и механической прочности. В водотоке наиболее крупные и тяжелые зерна переносятся с трудом и выпадают раньше, а легкие тонкие и обладающие пластинчатой формой частиц – переносятся наиболее далеко. Однако, химически устойчивые тяжелые, но не обладающие достаточной механической абразивной прочностью (твердостью, отсутствием спайности) минералы (например, киноварь, вольфрамит, шеелит) далеко от коренного источника переноситься водотоком не могут, так как будут быстро истираться и разрушаться.

Устойчивые при выветривании минералы с достаточными удельной плотностью и абразивной прочностью, называемые россыпеобразующими минералами, особенно интенсивно накапливаются в определенных участках речных долин и образуют речные или аллювиальные россыпи.

Наиболее устойчивые к истиранию и обладающие средней удельной плотностью россыпные минералы, переносимые реками на большие расстояния и достигающие прибрежных частей морей, и реже – тяжелые и более мягкие россыпеобразующие минералы, такие как золото, привнесенные с близкорасположенных к побережью территорий, образуют группу прибрежно-морских или латеральных россыпей.

Кроме вышеназванных основных классов россыпей выделяются более редкие россыпи, связанные с особыми типами перемещающей обломочный материал среды – ледниковые или гляциальные россыпи и ветровые или эоловые россыпи. Последние присутствуют среди открытых для ветров пространств, слагаемых в основном подвижным в ветровом потоке песчаным материалом, т. е. в пустынях и на широких приморских пляжах.