Геологическое строение, классификация и образование россыпей - Геология - Скачать бесплатно
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 2
Общие сведения о россыпях. Классификация и геоло-
гическое строение россыпей Х
Образование россыпей Х
2.1 Образование элювиальных россыпей Х
2.2 Образование делювиальных россыпей Х
2.3 Образование аллювиальных россыпей Х
Формирование новой аллювиальной россыпи за -
счет перемыва старой аллювиальной россыпи Х
Образование аллювиальной россыпи за счет раз-
мыва металлоносного коллювия Х
Заключение Х
Введение.
Курсовая работа представляет попытку обобщения материала некоторых
научных робот касающихся "учения о россыпях". Объем этого материала весьма
значителен и поэтому в работе приведено описание процессов образования,
строения и классификации россыпей лишь в самых общих чертах. Основное
внимание уделено описанию основополагающих процессов, касающихся россыпей,
без понимания которых невозможно ориентироваться в том бесконечном
разнообразии особенностей присущих реальным россыпям.
Большая часть этой работы посвящена описанию механизма образования
россыпей, ведь именно эти процессы обуславливают расположение россыпей как
относительно элементов рельефа, так и относительно коренного месторождения.
Россыпи, безусловно, являясь самостоятельным промышленным объектом, в свою
очередь могут быть источником информации при поиске соответствующих
коренных месторождений.
Классификация, строение и общие сведения о россыпях сведены в один
раздел, и причиной этому служат тесные взаимосвязи и неотделимость понятий,
затрагивающих эти вопросы, делающих практически невозможным достойно
описать их раздельно.
В работе для краткости изложена информация на примере золотоносных
россыпей, но почти все, что касается закономерностей их формирования и
строения, может быть отнесено и к россыпям других полезных ископаемых.
Общие сведения о россыпях.
Классификация и геологическое строение россыпей.
Россыпями называют рыхлые, реже сцементированные скопления обломочного
материала, содержащие ценные компоненты, представляющие промышленный
интерес.
Полезными компонентами в россыпях являются химически и физически
устойчивые минералы. В ином случае минералы, подвергаясь процессам
выветривания, воздействующим на материнскую породу, могут разрушаться. Так
в качестве полезных ископаемых для россыпей в большинстве случаев выступают
химически стойкие благородные металлы (золото, серебро, платина), некоторые
рудные минералы (оловянный камень, вольфрамит, магнетит), соединения редких
элементов (монацит) или драгоценные камни (алмаз, рубин, сапфир.)
Россыпи являются вторичными месторождениями полезных ископаемых, так
как они образуются за счет разрушения более древних, чем они, коренных
месторождений, которые по отношению к россыпям являются первичными
(коренными источниками).
Классификация россыпей основана на их положении относительно коренного
месторождения (россыпи неперемещенные и перемещенные), а для перемещенных
россыпей - на тех процессах, которые обусловили перемещение полезного
ископаемого от коренного месторождения к месту залегания россыпи. Эти же
процессы обычно обусловливают и положение россыпи относительно тех или иных
элементов рельефа земной поверхности.
На основании этих признаков россыпи могут быть подразделены на
следующие категории:
1. Элювиальные россыпи залегают на месте своего образования вследствие
разрушения и разрыхления верхних частей коренного месторождения.
2. Делювиальные россыпи представляют материал элювиальных россыпей,
смещенный силой тяжести вниз по склону, на котором расположено
коренное месторождение. Элювиальная россыпь непрерывно переходит в
делювиальную без сколько-нибудь резкой границы, поэтому обычно
говорят об элювиально-делювиальных россыпях. Делювиальные россыпи
могут быть подразделены на две группы:
а) собственно делювиальные россыпи, залегающие на склонах и
постепенно перемещаемые по ним силою тяжести вниз;
б) коллювиальные россыпи, представляющие материал делювиальных
россыпей, достигших базиса денудации и потому более уже не
перемещаемый и залегающий обычно в бортовых частях речных долин, часто
поверх речных отложений.
3. Аллювиальные россыпи залегают обычно в речных долинах и образованы
путем переноса и отложения обломочного материала водными потоками.
По расположению относительно русла водного потока аллювиальные
россыпи могут быть подразделены на четыре группы:
а) русловые россыпи, залегающие в самом русле водного потока или
непосредственно под ним;
б) косовые россыпи, залегающие на галечных островах, косах и
отмелях и обычно содержащие полезное ископаемое в верхних частях
речных наносов;
в) долинные россыпи, залегающие в современной долине водного
потока, но независимо от расположения его современного русла, часто в
стороне от него;
г) террасовые россыпи, залегающие на речных террасах - остатках
прежней долины водного потока, в которой он проработал себе новую,
более глубоко расположенную долину. Если речные террасы, постепенно
сглаживаясь, утрачивают свойственную им форму уступов с горизонтальной
или слабо наклонной поверхностью и приобретают форму увалов - пологих
возвышенностей, постепенно понижающихся к современному руслу,
залегающие на них аллювиальные россыпи часто называют увальными.
4. Дельтовые, озерные и лагунные россыпи образуются путем выноса
обломочного материала водными потоками и накопления его в дельтах,
озерах и лагунах.
5. Береговые россыпи, морские и озерные, образуются путем переноса и
накопления обломочного материала вдоль береговых линий силою прибоя
и прибрежных течений. Обломочный материл или выносится в водные
бассейны реками или образуется от разрушения берегов с находящимися
на них коренными или россыпными месторождениями. Среди дельтовых,
озерных, лагунных и береговых россыпей, как и в аллювиальных
россыпях, можно выделить в особую подгруппу террасовые россыпи,
образующиеся в том случае, если прибрежная часть водного бассейна,
содержащая в себе россыпь, испытывает поднятие и сохраняется в
дальнейшем в виде озерной или морской террасы.
6. Ледниковые россыпи образуются в горных местностях путем переноса и
накопления обломочного материала сползающими с гор ледниками.
Из всех перечисленных категорий россыпей элювиальные, делювиальные и
ледниковые россыпи, образованные без участия, либо лишь при слабом участии
движущей силы воды, являются россыпями несортированными. Аллювиальные,
дельтовые, озерные, лагунные и береговые россыпи образованные путем водного
переноса и отложения, являются россыпями сортированными. Сортировка
обломочного материала заключается в распределении его по крупности и по
удельному весу. Золото, а также другие полезные ископаемые россыпей,
обладая большим удельным весом, нежели главная масса слагающего россыпи
материала, стремятся при водной сортировке сосредоточиться в нижних частях
россыпи. Поэтому сортированные россыпи состоят, как правило, из двух частей
- нижней, носящей название "песков" или "пласта", где сосредоточена главная
масса полезного ископаемого, и верхней, носящей название "торфов", пустой
или с ничтожным, непромышленным содержанием полезного ископаемого. Порода,
на которой залегают пески, называется "плотиком", "почвой" или "постелью"
россыпи. Иногда бывает, что в одной и той же долине, террасе и пр.
встречается несколько горизонтов песков, расположенных на различных
высотных уровнях и разделенных между собой горизонтами пустой породы.
Подобные россыпи называются сложными россыпями (рис ???).
Горизонты пустой породы играют роль торфов по отношению к нижележащему
горизонту песков и роль плотика по отношению к вышележащему. В последнем
случае они носят название "ложного плотика", так как скрывают под собою еще
один или несколько горизонтов песков. Залежи песков на различных горизонтах
не обязательно располагаются друг под другом, они могут быть расположены в
стороне одна от другой, обладать различной формой и идти в различных
направлениях, даже скрещиваясь друг с другом под прямым углом. Сложные
россыпи могут залегать как в речных долинах и в прибрежных частях водных
бассейнов, так ровно и на террасах, если после своего образования они
подвергнутся поднятию. Нижние горизонты сложных россыпей обычно называют
"погребенными россыпями", часто распространяя это названия и не те простые
россыпи, которые после своего образования подверглись опусканию и
перекрытию новыми массами обломочного материала, хотя бы и пустого, или
каким-либо иными образованиями (например, лавовыми потоками).
По своей форме россыпи, образованные водным путем, представляют собой
горизонтальные, чаще очень слабо наклонные, сильно уплощенные, но вытянутые
в длину, как бы лентообразные залежи, располагающиеся в речных долинах в
общем параллельно длине долины, в прибрежных частях водных бассейнов -
параллельно береговой линии современной или древней. Размеры залежей песков
определяются тремя измерениями: мощностью длинной и шириной. Мощность
залежей обычно измеряется дециметрами или метрами; ширина залежей - от
метров до многих сотен метров, наичаще десятки метров, длина залежей - от
десятков метров до десятков километров, наичаще - порядка нескольких
километров.
Элювиальные россыпи представляют плоские залежи, примерно
соответствующие по своим контурам выходу коренного месторождения на дневную
поверхность. Элювиальные россыпи золота, для которого наиболее характерна
жильная форма коренных месторождений, представляют собой узкие и сильно
вытянутые полосы, расположенные над головой жилы.
Делювиальные россыпи по своей форме представляют в общем слет от
движения элювиальной залежи по поверхности склона, т.е. наклонные плоские
залежи той или иной длины и ширины, обычно несколько вытянутые по падению
склона и расширяющиеся к его подножию. Ледниковые россыпи образуют довольно
неправильные, обычно несколько вытянутые нагромождения обломочного
материала.
Кроме приведенного выше разделения россыпей на группы по их генезису,
можно различать еще россыпи рыхлые и сцементированные. Подвергнутся
цементации может россыпь любого генезиса. Обычно сцементированные россыпи
являются образованиями более древних геологических периодов (ископаемые
россыпи) и литологически представляют собою конгломераты. Но встречаются и
весьма молодые современные россыпи, сцементированные окислами железа или
иным цементом.
Из самого генезиса россыпей неизбежно вытекает связь их с теми или
иными элементами рельефа. Так, элювиально-делювиальные россыпи обычно
расположены на вершинах и склонах тех возвышенностей, где выходит на
дневную поверхность коренное месторождение. Аллювиальные россыпи всегда
располагаются в речных долинах или на речных террасах, а когда они
расположены на вершинах или склонах возвышенностей, то всегда нетрудно
доказать, что последние представляют собой остатки некогда бывших здесь
более древних речных долин. Ледниковые россыпи располагаются в тех горных
долинах, которые в недавнее время подверглись оледенению. Россыпи,
образовавшиеся в водных бассейнах, приурочены к их береговой зоне, а если
они подверглись поднятию, то к прибрежным равнинам или террасам.
Эта связь россыпей с определенными элементами рельефа обусловлена тем,
что россыпи обязаны своим происхождением именно тем процессам, которые
являются основными и для выработки рельефа. Образование россыпи есть
отдельный, сравнительно краткий момент в непрерывном и длительном процессе
преобразования рельефа земной поверхности. Действительно, для образования
россыпи необходимо разрушение коренного месторождения (процессы
выветривания), перемещение продуктов разрушения под влиянием силы тяжести
вниз по склонам, к уровню речных долин (процессы денудации), перенос,
обработка и отложение обломочного материала водными потоками в процессе
преобразования речных долин (процессы эрозии), иногда с выносом этого
материала в водные бассейны или с переработкой его долинными ледниками.
Всем этим процессам принадлежит решающая роль в преобразовании форм
рельефа. Таким образом, видна та тесная и неразрывная связь, которая
существует между геоморфологией и учением о россыпях.
Образование россыпей.
Россыпи, как уже говорилось ранее, являются вторичными месторождениями,
так как они образованы разрушением более древних, чем они, коренных
месторождений.
Так образованию новой россыпи всегда предшествует разрушение, дробление
первичной породы процессами физического выветривания и вынос некоторых
компонентов (по сути - очищение) в результате химического выветривания.
Фактически новыми россыпями являются лишь элювиальные россыпи, т.к.
они образованы непосредственно из коренных пород. В случае образования
элювиальной россыпи на наклонной поверхности, элювиальные россыпи смещаясь
под воздействием сил земного притяжения, без сколько-нибудь заметных границ
переходят в делювиальные, которые достигая базиса денудации, в свою очередь
переходят в коллювиальные, возможно впоследствии размываемые с образованием
аллювиальных россыпей. Таким образом видна та неразрывная связь между
закономерностями образования и развития россыпей разных типов, и
невозможность существования их отдельно друг от друга.
Образование элювиальных россыпей.
Элювиальные россыпи золота и платины представляют непосредственный
продукт физического и химического выветривания коренных месторождений.
Отсюда вытекают их основные отличительные свойства.
1. Элювиальные россыпи залегают на выходе коренного месторождения на
поверхность, непосредственно на его полуразрушенной части.
2. По своим контурам элювиальные россыпи повторяют в общих чертах контуры
выхода коренного месторождения на поверхность, отличаясь от них лишь в
частностях.
3. Содержание и распределение металла в элювиальной россыпи с известным
приближением соответствует содержанию и распределению его в коренном
месторождении.
4. По своему характеру металл элювиальной россыпи является совершенно
неокатанным - угловатым, кристаллическим, ветвистым, крючковатым и т.д.
5. По литологическому составу элювиальная россыпь является сравнительно
однородной, представляя измельченный и несколько химически измененный
материал верхних горизонтов коренного месторождения.
Эти типичные признаки элювиальная россыпь сохраняет только в том
случае, если она залегает в общем на горизонтальной поверхности. При
залегании на склоне она перемещается силою тяжести вниз и превращается в
делювиальную россыпь, которая уже значительно отличается своим характером.
Делювиальные россыпи будут рассмотрены в следующей главе.
Но даже залегая на горизонтальной поверхности, элювиальная россыпь
может в некоторых частностях отклоняться от вышеуказанных признаков. Эти
отклонения обусловлены перемещением материала внутри элювия, которое
приводит к некоторому перемешиванию этого материала. В тех случаях, когда
материал вмещающих пород не разнится от материала коренного месторождения,
в элювиальной россыпи не возникает неоднородности состава. Это, например,
имеет место во многих платиновых месторождениях, представляющих обогащенные
платиной и хромитом участки дунитов. Даже при самом совершенном
перемешивании элювиального материала здесь в элювиальной россыпи не
возникает неоднородности состава.
Состав золоторудных месторождений обычно резко разниться от состава
вмещающих пород. Элювий рудной жилы вдоль границы соприкосновения с элювием
вмещающих пород перемешивается с ним, образуя участки смешанного элювия. С
одной стороны, элювий вмещающих пород проникает в элювий жилы, нарушая тем
самым однородность обломочного материала элювиальной россыпи. Если рудная
жила залегает вдоль границы двух пород, то неоднородность материала еще
более увеличивается, так как к нему примешивается элювий и той и другой
породы. С другой стороны, и элювий жилы проникает в элювий вмещающих пород,
еще более увеличивая неоднородность состава и расширяя контуры россыпи.
Чем подвижнее элювий, тем совершеннее происходит перемешивание. При
этом в нижних частях элювия, являющихся наиболее молодыми, перемешивание
только начинается; в верхних частях, являющихся более старыми, оно зашло
наиболее далеко. Поэтому, чем мощнее элювий, тем дальше в стороны в верхних
его слоях может распространиться элювиальный металл, т.е. тем больше
контуры элювиальной россыпи могут разниться от контуров выхода коренного
месторождения.
При развитии в элювии процессов перемешивания, элювиальная россыпь
имеет в поперечном сечении форму трапеции, широкое основание которой
расположено на поверхности, а узкое - на границе элювия и коренных пород
(рис. ???). Содержание металла совершенно ничтожно на концах широкого
основания и постепенно увеличивается к его середине, где достигает
максимума. В тех элювиальных россыпях, где перемешивание материала
происходит интенсивно, ширина россыпи по верху может быть во много раз
больше ширины ее внизу. Форма элювиальной россыпи в поперечном сечении
может весьма сильно зависеть от разницы в характере элювия рудной жилы и
элювия вмещающих пород. Если рудная жила менее устойчива, чем боковые
породы, и ее элювий убывает скорее, то над выходом жилы на поверхности
образуется микродепрессия рельефа, которую стремится заполнить элювий
боковых пород. Элювиальная россыпь сжимается этим элювием с боков и иногда
совершенно засыпается сверху, так что не имеет даже выхода на поверхность.
Это обычно бывает в тех случаях, когда вмещающие породы мало растворимы, а
сама жила изобилует такими неустойчивыми минералами, как сульфиды и
карбонаты (рис. ???).
Особенно легко элювиальные россыпи металлов маскируются каменистыми
глыбовыми россыпями. Если материал коренного месторождения недостаточно
устойчив, чтобы принимать участие в сложении глыбовой россыпи, он
размельчается и проваливается вниз между глыбами. В этом случае элювиальная
россыпь оказывается погребенной более или менее мощным слоем крупных
каменных глыб, и обнаружение таких элювиальных россыпей затруднено.
Обратные соотношения наблюдаются в тех случаях, когда элювий жилы
устойчивее элювия вмещающих пород. В этом случае, наоборот, элювиальная
россыпь весьма широко расползается в стороны и частично перекрывает элювий
боковых пород.
Содержание металла в элювиальной россыпи примерно соответствует
содержанию его в коренном месторождении, причем для платиновых
месторождений это соответствие выдерживается значительно лучше, чем для
золотых, благодаря более однообразному составу первых. В элювиальных
россыпях, с одной стороны, протекает процесс обогащения их металлом за счет
убыли общей массы элювия. Эта убыль касается только пустой породы, так как
золото и платина, будучи весьма тяжелыми и химически устойчивыми, не
поддаются ни выщелачиванию, ни вымыванию, ни выдуванию и сохраняются в
элювии. С другой стороны, элювиальная россыпь, перемешиваясь с пустым
элювием вмещающих пород, разубоживается. Суммарный результат зависит от
соотношения интенсивности того и другого процесса.
Элювий платиновых месторождений по своему составу не подвергается очень
легкому выщелачиванию. Поэтому обогащение элювиальных платиновых россыпей
металлом протекает весьма постепенно и, лишь суммируясь в течение
длительного периода, может дать заметный результат.
В золоторудных месторождениях наблюдаются самые различные соотношения.
Если подвергается разрушению окисленная зона месторождения, где все
наименее устойчивые минералы уже выщелочены или изменены, то богатство
элювиальной россыпи не разнится заметно от такового окисленной зоны. Если
же разрушается неизменная часть месторождения, то процессы ее химического
выветривания протекают уже в элювии и могут приводить к значительному
уменьшению массы обломочного материала, т.е. к сильному обогащению
элювиальной россыпи металлом по сравнению с коренными месторождением.
Степень обогащения зависит главным образом от минералогического состава
месторождения.
Следует отметить, что подобное обогащение имеет место лишь в отношении
свободного золота. Что касается золота, заключенного в сульфидах, то хотя
оно при разрушении месторождения и поступает в элювиальную россыпь, но в
ней оно очень трудно и улавливается и учитывается, так как остается или в
сульфида или в образующихся из них окисленных минералах. Если оно и
освобождается из этих минералов при их размельчении в элювии, то в
настолько тонком виде, что не может быть уловлено путем промывки.
Таким образом, все золото, находящееся в элювиальной россыпи, может
быть разделено на три части: а) освобожденное из породы, б) заключенное в
породе и в) заключенное в сульфидах и образовавшихся из них минералах. Чем
больше возраст элювия и чем интенсивнее идут в нем процессы размельчения
обломочного материала, тем больше процент свободного золота. Это золото
имеет наибольшее практическое значение, так как, с одной стороны, может
быть полностью извлечено из элювия путем простой промывки, с другой
стороны, при вовлечении элювия в сферу эрозионной деятельности легко
концентрируется в аллювиальных россыпях. Золото же, заключенное в породе и
в сульфидах, в значительной мере рассеивается и при промывке элювия и при
образовании аллювиальных россыпей.
Обогащение элювиальной россыпи металлом идет далеко не равномерно по
всей массе обломочного материала, а сосредоточено преимущественно в верхних
его слоях, откуда происходит наибольшая убыль материала. Особенно заметно
это сказывается в так называемых золотых россыпях, т.е. таких элювиальных
россыпях, процесс обогащения которых совершается путем интенсивного
выдувания мелкого материала. В них обычно наиболее богат металлом самый
верхний слой.
Вместе с тем, в элювии протекают и процессы противоположного
направления. Частицы золота и платины, как наиболее тяжелые, пользуясь
каждым удобным случаем, стремятся переместиться в нижние слои элювия. Это
перемещение тем заметнее, чем подвижнее элювий. Оно значительно облегчается
сильно пористостью элювия и его водоносностью. В элювии, пропитанном
водою, оседание частиц металла в них совершается весьма интенсивно. Поэтому
в некоторых случаях наблюдается явление, обратное тому, которое отмечено
выше. Именно, верхние слои элювиальной россыпи могут содержать ценный
металл лишь в ничтожных количествах при весьма значительном обогащении
металлом нижних ее слоев.
Образование делювиальных россыпей.
Делювиальные россыпи значительно реже, чем элювиальные, могут быть
предметом промышленной эксплуатации. Несмотря на это приходится с ними
очень тесно сталкиваться при поисках коренных месторождений, так как вся
методика поисков в большинстве случаев базируется на характере делювия и
распределении в нем металла. Они представляют интерес постольку, поскольку
в них производится размельчение руды коренного месторождения и освобождение
из нее металла, без чего невозможна концентрация последнего в аллювиальной
россыпи.
Когда коренное месторождение выходит на склоне, непосредственно
прилежащая к выходу часть металлоносного обломочного материала носит черты
элювиальных россыпей. По мере продвижения обломочного материала вниз по
склону эти черты очень быстро утрачиваются благодаря перемешиванию
металлоносного делювия с пустым делювием посторонних пород.
При этом, прежде всего, нарушается однородность литологического состава
металлоносной делювиальной россыпи, в ней появляются обломки самых
разнообразных пород, выходящих на склоне. Вместе с тем, содержание металла
вследствие перемешивания очень сильно снижается, и если часть россыпи,
непосредственно прилежащая к выходу месторождения, во многих случаях
содержит промышленные концентрации металла, то ниже по склону это
наблюдается лишь в особо благоприятных условиях.
Форма делювиальной россыпи и распределение в ней металла очень сильно
зависят от формы коренного месторождения и его расположения относительно
склона. Если это небольшое гнездо, то делювиальная россыпь от места его
расположения тянется вниз по склону в виде раструба, расширяющегося как в
горизонтальном, так и в вертикальном направлении (рис. ???). Расширение
раструба тем больше, чем положе склон. При крутом склоне россыпь
расширяется менее значительно. Контуры ее пересекают поверхность склона
несколько ниже месторождения и тем дальше от него, чем круче склон. В месте
этого пересечения и ниже его частицы металла могут присутствовать в делювии
непосредственно у поверхности, а чем ближе
|
