» » Краткие сведения по составу и строению россыпей

Краткие сведения по составу и строению россыпей

10.08.2016

В составе россыпи обычно выделяют три основных фрагмента: пески, торфа и плотик (рис. 1).
Песками называют продуктивные отложения, содержащие полезные компоненты в резко повышенных, промышленных количествах. Пески могут быть представлены различными обломочными породами. Часто это песчано-галечные отложения с примесью пелитового материала, щебня, валунов и крупных обломков. В других случаях продуктивными отложениями являются отсортированные осадки — пески и алевриты.
Россыпи кор выветривания кристаллических пород сложены обычно песчано-глинистыми образованиями. Мощность песков варьирует от нескольких сантиметров до десятков метров.
Краткие сведения по составу и строению россыпей

Промышленный пласт, или пласт песков, залегает обычно на некоторой глубине под слоем торфов — отложений, не содержащих полезные минералы и металлы либо содержащих их в незначительном, непромышленном количестве. Торфа могут быть различными по составу и происхождению: песчано-суглинисто-щебнистыми, сползшими со склонов в долину массами, верхними горизонтами аллювия—песчано-гравийно-галечными, супесчано-гравийными и песчаными отложениями. Нередко торфа макроскопически не отличимы от продуктивных отложений граница между ними проводится только по результатам опробования. Мощность их также колеблется практически от нуля до сотен метров. Мелкозалегающими считаются россыпи, мощность торфов которых не превышает нескольких метров.
Под плотиком россыпи подразумевают породы, подстилающие промышленный пласт, реже — разделяющую их поверхность. Часто плотик сложен коренными породами — сланцами, известняками, гранитоидами и пр. В этом случае на границе их с песками нередко устанавливается глинистый либо глинисто-щебнистый слой — элювий плотика. Плотиком служат и неконсолидированные отложения, чаще устойчивые к эрозии глинистые. Нередко верхняя часть плотика содержит повышенное количество золота и других полезных минералов, попавших туда из вышележащих песков, и тогда она включается в рудное тело и отрабатывается вместе с песками. Во избежание потерь небольшой слой плотиковых пород выбирается обычно даже в случае отсутствия в них полезных компонентов, тем более, что очень часто поверхность его неровная, а в западинах плотика концентрируются богатые пески.
В некоторых случаях в россыпи устанавливаются не один, а несколько промышленных пластов, залегающих друг над другом и разделенных непродуктивными, часто глинистыми, отложениями — ложными плотиками. В отличие от простых россыпей, образованных одним пластом. такие россыпи называют сложными (рис. 2).
Краткие сведения по составу и строению россыпей

Россыпи образованы минералами повышенной устойчивости в поверхностных условиях и относительно высокого удельного веса. К полезным компонентам россыпей относятся: алмаз, золото, платина, касситерит, колумбит-танталит, ильменит, рутил, циркон, вольфрамит, монацит и другие минералы (табл. 1). Приведем их краткую характеристику.
Алмаз — С. Самородный минерал углерода, атомы которого сгруппированы в плотнейшей упаковке кубической сингонии. Образует кристаллы октаэдрического, додекаэдрического, тетраэдрического облика. Грани нередко искривлены, иногда скульптурные (фигуры роста и разъедания). Бесцветны либо слегка окрашены в различные цвета благодаря примеси аморфного графита, MgO, FeO, TiO2 и др. Встречаются более густо окрашенные серые, темно-серые и черные разновидности (карбонадо, борт). Блеск сильный алмазный, иногда жирный. Обладает наивысшей из всех известных на Земле веществ твердостью 10. Химически очень стоек — кислоты на него не действуют. Немагнитен.
Краткие сведения по составу и строению россыпей

В россыпях встречается в кристаллах, обломках кристаллов и ос-кольчатых зернах. Окатанность их, как правило, очень слабая. Изредка, например в прибрежно-морских россыпях юго-западной Африки, встречаются хорошо окатанные алмазы с матовой поверхностью. Размер алмазов колеблется от сотых долей до десятков и сотен каратов (1карат = 200 мг). Самый крупный алмаз «Кулинан» имеет вес 3025 каратов. Обычный размер получаемых из россыпей алмазов равен нескольким миллиметрам (табл. 2) и их вес колеблется от десятых долей до нескольких каратов.
Из других свойств алмазов, влияющих на его поведение в водной среде или используемых в технологических схемах, следует отметить гидрофобность (несмачиваемость), способность прилипать к жировым поверхностям, светиться в темноте в рентгеновских лучах, а также его диэлектрические свойства.
Золото — Au. Мягкий, ковкий самородный металл, обычно с примесью серебра, меди, железа и других элементов. Цвет его зависит от состава и количества примесей. Высокопробное золото имеет желтый цвет, серебросодержащее — зеленовато-желтый, бледно-желтый и даже белый цвет, а медистое золото имеет красноватый оттенок. Иногда золотины покрыты бурыми и черными пленками гидроокислов железа (золото в «рубашке»). Твердость его 2,5—3,0. Удельный вес в зависимости от количества примесей колеблется от 19 до 16. Немагнитен. Пробность золота из россыпей несколько выше чем рудного золота, и колеблется от 650—700 до 900—980. В россыпях встречается золото размером от мельчайших чешуек весом в сотые доли миллиграмма до золотых самородков в несколько килограммов весом, хотя основная масса золотоносных россыпей, относящихся к аллювиальному типу, сложена фракциями металла крупнее 01 мм (см. табл. 2). Форма их также весьма разнообразна, очень часто золотины несут следы деформации и сглаживания. Нередко встречаются сростки золота с кварцем.
Краткие сведения по составу и строению россыпей

Самородное золото химически очень инертно. На него не действуют H2SO4, HIVO3, HCl. Растворяется в царской водке (1 часть HNО3+3 части HCl) и в растворе цианистого калия (KCN). Золото легко амальгамируется ртутью, чем широко пользуются при улавливании его тонких фракций из шлиха.
Платина — Pt (группа платиноидов). В россыпях представлена твердыми растворами платины, палладия, осмия, иридия, родия, рутения, железа, золота, меди и др. Например: поликсен (80—88% Pt и 5—11% Fe); ферроплатина (71—79% Pt и 16—19% Fe); палладистая платина (до 40% Pd); иридистая платина (до 7% Ir): осмистый иридий (65% Ir и 35% Os). Кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы редки и плохо выражены. Обычно развиты в выделениях самой разной формы. Удельный вес ферроплатины 15—19; твердость 4—4,5, цвет от серебряно-белого до стально-черного, блеск металлический. Магнитна. Химически чрезвычайно стойкая. Палладистая платина легко разлагается слабой царской водкой; при выветривании палладий выделяется в виде палладита PdO.
Касситерит (оловянный камень) — SnO2. Постоянно содержит примесь Nb, Ta, Fe, Mn, W, Ti, V, As, Zr и других элементов. Кристаллизуется в тетрагональной сингонии. Кристаллы имеют различный облик: дипирамидальный, короткостолбчатый, призматический. Иногда встречается в форме натечных желваков (деревянистое олово). Цвет темнобурый до смоляно-черного. Распределение окраски нередко пятнистое и зональное. Блеск алмазный до металловидного (в темyокрашенных разностях), в изломе — смоляной, слегка жирный. Твердость 6—7. Хрупок. Излом раковистый. Удельный вес 6,8—7,0. Немагнитен. Диагностическим признаком является способность его покрываться налетом олова в растворе HCl в присутствии металлического цинка (так называемое оловянное зеркало).
В россыпях обычно встречается в неправильных угловатых зернах, нередко имеющих агрегатное сложение, иногда в сростках с кварцем и сульфидами. Размер обычно равен нескольким миллиметрам, достигая в ряде случаев нескольких сантиметров. В прибрежно-морских песках касситерит присутствует в более мелких зернах размером в доли миллиметра.
Колумбит-танталит — (Fe, Mn) Nb2O6 и (Fe, Mn) Ta2O6. Образуется изоморфный ряд между указанными двумя минералами. Кристаллизуется в ромбической сингонии. Облик кристаллов — пластинчатый, толстотаблитчатый. В россыпях встречается в виде окатанных и полу-окатанных пластинчатых зерен и обломков кристаллов размером от миллиметров до первых сантиметров. Цвет черный и буро-черный. Твердость 6. Хрупкий, но раздавливается с трудом. Удельный вес 5,1—8,2.
Пирохлор — (Na, Са)2 (Nb, Ti)2О6 (ОН, F). Содержит до 62,5% Nb2O5 и 3,2% TaiOs- Кристаллизуется в кубической сингонии. Облик кристаллов октаэдрический. Излом раковистый, хрупок, Цвет красновато-бурый, буровато-черный. Блеск стеклянный, жирный, смолистый. Твердость 5—5,5, удельный вес 4,1—5,4.
Ильменит, рутил, циркон концентрируются главным образом в песках, часто совместно, где присутствуют в виде очень мелких (0,1—0,25 мм) зерен (см. табл. 2). В крупнообломочных аллювиальных и делювиально-аллювиальных отложениях размер зерен повышается, однако редко превышает 1—2 мм. Зерна обычно окатаны. Удельный вес 4,2—5,2.
Ильменит (Fe, Mg) TiO3 — черный минерал, часто лейкоксенизирован и тогда становится коричневым либо серым (стальным). Нередко наблюдаются таблитчатые формы. Твердость 5—6. Удельный вес 4,4—4,8. Электромагнитен.
Рутил (TiO2) развит чаще в удлиненных зернах со штриховкой на гранях. Цвет красный, бурый, темно-желтый, черный. Блеск алмазный. Твердость 6. Удельный вес 4,2—4,3. Немагнитен.
Циркон ZrSiO4 нередко присутствует в виде мелких кристаллов. Кристаллы и зерна бесцветны либо слегка окрашены в чайный, розовый и желтоватый цвета. Блеск сильный алмазный. Твердость 7—8. Удельный вес 4,2—4,8. Немагнитен.
Помимо основных полезных ископаемых, из россыпей извлекаются магнетит, титаномагнетит, корунд, гранаты, дистен, ставролит, топаз, горный хрусталь. Эти минералы также характеризуются повышенной устойчивостью в поверхностных условиях и большим удельным весом. Невысокий удельный вес горного хрусталя в какой-то степени компенсируется относительно большой величиной его кристаллов и очень высокой химической стойкостью.
Существенно иными свойствами обладает янтарь, осадочные месторождения которого иногда также относят к россыпям. Янтарь значительно легче всех породообразующих минералов. Его плотность около единицы, т. е. примерно равна плотности воды. Этим определяется принципиально иное, нежели перечисленных тяжелых минералов россыпей, поведение янтаря в водном потоке и соответственно иной способ образования повышенных его концентраций. В связи с этим возникает сомнение в целесообразности относить скопления янтаря в осадках к россыпным месторождениям.