» » Строение долинных пластовых россыпей

Строение долинных пластовых россыпей

11.08.2016

Долинная россыпь является исходным типом многих других. Она находится в процессе преобразования, т. е. продолжает жить; в ней наиболее полно сохранены характерные особенности состава и строения. Приводимые ниже сведения касаются пластовых (автохтонных) россыпей горных рек, к которым относится, как отмечалось выше, подавляющая масса россыпных месторождений аллювиального генезиса.
Строение долинных пластовых россыпей

Строение россыпи любого генезиса определяется, с одной стороны, строением и составом вмещающих отложений и перекрывающих ее образований, а с другой, — характером распределения в отложениях ценных компонентов. Что касается состава и строения вмещающих россыпь аллювиальных отложений, то они были охарактеризованы ранее: отмечалась их зависимость от режима реки, определяемого фазой ее развития. Здесь же мы подчеркнем, что для врезающейся реки характерны мелкозалегающие долинные россыпи (русловые и пойменные), сложенные грубообломочными образованиями, часто с примесью илисто-глинистых частиц (рис. 77). Для реки, находящейся в фазе равновесия — боковой эрозии, размывающей борта долины и перемывающей отложения собственной поймы, более характерны средние глубины залегания россыпей и средние мощности (4—8 м) вмещающих россыпи аллювиальных отложений, представленных более отмытыми галечниками (рис. 78). В долинах, испытавших накопление аллювия, россыпи обычно глубоко погребены под толщей констративного аллювия мощностью 15—20 м, отличительной особенностью которого является более мелкообломочный (средне-мелкогалечный с примесью песчано-илистого материала) состав. Сами россыпи в этом случае приурочены к плотиковому и перстративному, по И.П. Карташову, русловому аллювию предшествующих фаз развития долины.
Таким образом, общей особенностью большинства россыпей горных рек, относящихся к пластовому подтипу, является приуроченность их к грубообломочному аллювию — песчано-гравийно-галечным отложениям, часто с примесью того или иного количества валунов, щебня, ила и глины.
Строение долинных пластовых россыпей
Строение долинных пластовых россыпей

Долинная аллювиальная россыпь чаще всего представляет собой лентообразную залежь, вытянутую по простиранию долины, в которой ширина значительно (в десятки раз) превосходит мощность продуктивного пласта, а длина, столь же значительно, — ширину россыпи. Вытянутость, струйчатость — отличительные черты аллювиальных россыпей, что в первую очередь связано со струйчатым характером распределения ценных компонентов в аллювии и россыпи. В более редких случаях россыпи имеют изометричную, неправильную и гнездовую в плане форму контуров (рис. 79). Россыпи охватывают почти все днище долины лишь в редких случаях, и тогда их контур практически соответствует границам развития долинных аллювиальных галечников. Ю.А. Билибин отмечал, что аллювиальная золотоносная россыпь в идеальном случае имеет богатое ядро (или несколько ядер), окруженное целой серией зон с постепенно снижающимся содержанием золота. Располагается оно в основании аллювиального разреза; максимум содержания либо падает непосредственно на контакт галечников с подстилающими породами, либо опускается несколько ниже контакта в элювий плотика или в коренной плотик (рис. 80), либо напротив, приурочивается к нижней части руслового аллювия (плотиковой фации). В более редких случаях галечники максимально обогащены золотом на некотором расстоянии от плотика. От горизонта максимального обогащения содержание обычно постепенно падает вверх по разрезу и более быстро — вниз. Нередко содержание совершенно не прослеживается в коренные породы.
Менее четко тенденция к обогащению низов аллювиальной пачки проявлена у касситерита и танталит-колумбита, еще менее — у алмазов и ильменита и некоторых других минералов. Причем для россыпей этих минералов, в большей степени, чем для золота, устанавливается зависимость проявления такой тенденции от крупности минералов. Так, например, некоторые оловоносные аллювиальные россыпи Северо-Востока, образованные крупными (>3 мм) зернами касситерита, по своему строению и распределению минералов аналогичны золотоносным. В уральских алмазоносных аллювиальных россыпях, характеризующихся относительно крупными алмазами, нижние горизонты русловых галечников в 1,5—2 раза богаче верхних, в то время как в якутских россыпях, содержащих более мелкие алмазы, такого обогащения часто не наблюдается. Продуктивный пласт россыпей этих минеральных видов обычно включает значительную (чаще нижнюю) часть галечников стрежневых русловых фаций. Иногда, например в аллювиальных россыпях ильменита, продуктивный пласт приурочивается к средней или верхней части разреза. В последнем случае россыпи по строению и генезису приближаются к «косовым» (аллохтонным) россыпям.
Строение долинных пластовых россыпей

По простиранию долины параметра россыпей в идеальном случае изменяются вполне закономерно. Наименьшие ширина и мощность отмечаются в верхнем ее конце; вниз по течению на некотором расстоянии параллельно с увеличением этих показателей возрастают ее богатство и запасы. Еще дальше, по мере удаления от источника питания, мощность и ширина россыпи продолжают расти, но содержание и линейные запасы падают и объект становится непромышленным. Очень часто в этом направлении уменьшаются размеры зерен полезных минералов. Такая идеальная картина в природе часто нарушается под влиянием всевозможных причин, а иногда затушевывается вследствие невыдержанности россыпи. Согласно данным Н.А. Шило, Ю.А. Травина, С.Г. Желнина и Ю.А. Травина, полученным в результате применения новых способов (траншей, полигонов) валового и эксплуатационного опробования золотоносных россыпей, во многих крупных долинах Северо-Востока России устанавливается значительно более сложная в плане картина распределения благородного металла, чем на вышеприведенной идеальной схеме. В них зачастую не наблюдается закономерно убывающих по содержанию зон.
Золото приурочено к обогащенным гнездам, беспорядочно рассеянным по фону относительно бедной золотоносности. Гнезда при этом имеют в плане не струйчато-линейную, а неправильную форму. Переход от промышленной к непромышленной части россыпи, или, что то же самое, от собственно россыпи к слабо золотоносному аллювию, в этом случае представляет постепенное или резкое уменьшение богатых гнезд относительно бедного фона.
Говоря о форме и размерах промышленных россыпей, нельзя не отметить, что зависят они не только от формы и размеров природных концентраций, но и от некоторых требований и условий технико-экономического характера. Среди них наибольшее значение имеют минимальное (или бортовое) промышленное содержание и предполагаемый способ отработки россыпи. В зависимости от соотношения той или иной группы факторов одни и те же продуктивные отложения могут быть либо включены в контуры россыпи, либо оказаться за контуром. Соответственно этому неравномерное струйчатое и гнездовое распределение полезных компонентов в одних случаях определяет выделение нескольких самостоятельных россыпей, подобных изображенным на рис. 79 (г, д, з) многоструйчатым и гнездовым россыпям, в других обусловливает лишь невыдержанный по содержанию характер самой россыпи. Так, например, при мускульной отработке золотоносных россыпей и относительно высоких кондициях (порядка первых граммов на кубический метр песков) в промышленные россыпи включались отдельные мелкие струи и гнезда с достаточно высоким содержанием металла. При введении механизированных, особенно дражных, способов эксплуатации и соответствующем снижении кондиций отпала необходимость выделять мелкие контуры; границы россыпей значительно расширились и упростились, а их размеры и запасы металла в них увеличились. Долинные алмазоносные россыпи западного склона Среднего Урала характеризуются крайне неравномерным распределением алмазов, что обусловлено невысоким содержанием и относительно большими размерами кристаллов алмазов в россыпях. Тем не менее контуры этих россыпей, в связи с низким значением минимального промышленного содержания, довольно просты и, в основном, соответствуют геологическим границам распространения долинных аллювиальных отложений.
Из сказанного ясно, что размер и форма промышленной залежи в определенной степени зависят от установившегося уровня промышленного содержания тех или иных полезных минералов в россыпях. Несмотря на это, главным в строении россыпи все же является характер природной концентрации полезных минералов, что определяется в первую очередь их размерами и удельным весом. Некоторое представление о размерах зерен полезных минералов в аллювиальных россыпях могут дать данные табл. 41. В общем случае, чем минерал тяжелее, чем он крупнее, тем более неравномерно он распределен в отложениях. Ю.А. Билибин по степени постоянства выделяет среди золотоносных россыпей Колымы пять категорий (рис. 81).
Строение долинных пластовых россыпей
Строение долинных пластовых россыпей

В настоящее время по этому признаку россыпи золота принято подразделять на постоянные, средние по постоянству, непостоянные и гнездовые.
Размеры рассматриваемых пластовых аллювиальных россыпей горных рек варьируют в очень широких пределах: длина от 0,5—1 км до многих десятков километров, ширина — от 10—15 м до нескольких сот метров. По мнению Ю.А. Билибина, для россыпей золота средними можно считать длину 3—6 км и ширину 40—100 м, хотя среди них известны россыпи длиной около 100 км и шириной около 1 км. Несколько меньшими средними размерами характеризуются россыпи касситерита и тантало-ниобатов, среди которых отсутствуют протяженные (длиннее 10—15 км) россыпи. Напротив, для уральских долинных россыпей алмазов протяженность в несколько десятков километров не является исключением, хотя среди подобных россыпей Якутии и Африки преобладают россыпи длиной в несколько километров. Россыпи приурочены к разнопорядковым долинам. Например, большая часть золотоносных россыпей бассейна р. Индигирки сосредоточена в мелких и средних по длине долинах. В Южно-Енисейском золотоносном районе более богаты сравнительно короткие россыпи ключей. В Яно-Колымском золотоносном поясе минимальной продуктивностью характеризуются, по данным Ю.А. Травина, долины I порядка, затем их продуктивность постепенно повышается, достигая максимума в долинах IV—V порядка, а далее снова падает. На западном склоне Урала значительная часть аллювиальных россыпей алмазов располагается в долинах длиной 50—100 км.
Средняя мощность золотоносного пласта, по Ю.А. Билибину, равна 0,8—1,2 м; мощность более 3 м является большой редкостью. В тех случаях, когда золото сконцентрировано на плотике, мощность песков может быть равной 5—10 см. Россыпи других минеральных типов имеют, как правило, более значительную мощность песков, нередко равную таковой песчано-гравийно-галечных отложений русловых фаций аллювия, т. е. нескольким метрам. Нередко устанавливается зависимость этого показателя от порядка долин: с повышением порядка мощность пласта уменьшается (табл. 42).
Строение долинных пластовых россыпей
Строение долинных пластовых россыпей

Выше приводилось описание главным образом пластовых россыпей горных рек. Вместе с тем очень важно иметь в виду, что подобный генетический подтип известен также среди аллювиальных отложений рек равнинных и промежуточного (между горным и равнинным) режима. Такие россыпи располагаются вблизи источников питания и тяготеют к пристрежневым фациям низов аллювиальных пачек. Ho в отличие от россыпей горных рек они сложены более мелкообломочными и песчаными разностями отложений, в составе которых часто преобладают устойчивые к выветриванию породы и минералы. Последнее обстоятельство указывает на непосредственную их связь с корами химического выветривания. Промышленные россыпи подобного типа чаще имеют дочетвертичный возраст и нередко находятся в погребенном состоянии. В качестве примера можно сослаться на оловоносные россыпи Индонезии и ильменитоносные — Украины. К ним же относятся монацитовые пески штата Бихар и Западной Бенгалии (Индия), описанные В. Ширке и Чаттерджи. Кратко охарактеризуем их.
Район развития монацитоносных песков сложен породами архейского метаморфического комплекса, в основном ортогнейсами и кристаллическими сланцами, а также гранитами. Основным источником монацита и ториевой минерализации являются светлоокрашенные кварцево-полевошпатовые метаморфические горизонты и граниты. В гранитах, кроме того, встречаются циркон, рутил, ильменит, магнетит и колумбит-танталит. Пенепленизированная поверхность коренных пород на значительной площади перекрыта древними аллювиальными отложениями — грубозернистыми желтыми наносами, иногда слоистыми, мощностью от 3,0 до 6,1 м. Тяжелые минералы накапливались в аллювиальных отложениях вблизи области разрушения в виде тонких прерывистых слоев. Аллювий откладывался, по мнению авторов, в ныне исчезнувших неглубоких долинах рек, медленно текущих и меандрировавших по пенепленизированной поверхности. Древние аллювиальные отложения прорезаются современными долинами, для которых характерны более высокие содержания илистых и менее — глинистых частиц и относительно темная окраска. Современные аллювиальные отложения содержат те же полезные минералы, что и древние, причем местами в более высоких концентрациях (но в меньшем объеме). Перспективные площади хорошо оконтуриваются по повышенной радиоактивности пород. Содержание тяжелых минералов в песках очень высокое: 4—10% — в наиболее радиоактивных и 2—4 — в средних по качеству песках. Состав тяжелой фракции тех и других песков и запасы минералов па одном из участков площадью в 2,5 км2 при мощности продуктивных отложений 0,9 м иллюстрируется табл. 43.
Строение долинных пластовых россыпей

Отметим также частую пространственную приуроченность пластовых аллювиальных россыпей к коренным источникам и сильную зависимость от характера источника. Россыпи алмазов и золота (активных фракций), характеризующиеся значительной исторической преемственностью в относительно редких случаях могут быть оторваны от питающих источников. Нередко устанавливается, что протяженные золотоносные россыпи состоят из нескольких более простых единиц, каждая из которых привязана к отдельному источнику. Протяженность таких простых россыпей чаще ограничена несколькими километрами. В зависимости от продольного уклона долины и степени эродированности источника россыпь (или часть ее) может либо располагаться на источнике, либо быть смещена на то или иное расстояние вниз по долине. В Байкальской горной стране. по данным Е.И. Тищенко, россыпи, сформированные за счет глубоко эродированных источников, удалены от них на 5—10 км и располагаются в долинах высоких (до шестого) порядков, а россыпи слабо эродированных районов — непосредственно на источниках в долинах низких по рядков. Первые россыпи значительно крупнее вторых; золото в них более обработанное. В целом достаточно четко выделяется зависимость размеров и протяженности россыпей от размеров эродированных источников, а обработанность золота — от глубины эрозионного среза и продолжительности образования и преобразования россыпей. Значительная протяженость нередко связана также с пространственной совмещенностью золотоносных долин с золоторудными зонами, о чем уже говорилось ранее.
Отмеченная зависимость позволяет использовать особенности строения и состава россыпей и в первую очередь распределение вертикальных (линейных) запасов и обработанность россыпеобразующих минералов для установления местоположения, типа и степени эродированности коренного источника. Ю.Н. Трушков, Э.Д. Избеков и А.И. Сергеенко, рекомендуя несколько способов определения местоположения коренного источника по характеру золотоносной россыпи, предлагают следующую эмпирическую формулу дальности сноса золота: S = H/n√с/120Т, где H — глубина среза источника; n — коэффициент, зависящий от условий вреза и меняющийся от 0,5 до 1; с — скорость водного потока и T — толщина золотины.