» » Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

11.08.2016

Типы прибрежных россыпей

Поскольку все известные россыпи, связанные с отложениями морей, океанов и крупных озер, образованы в прибрежной зоне, мы, вслед за А.А. Аксеновым и рядом других исследователей, в дальнейшем изложении будем называть их прибрежными. Часто их называют прибрежно-морскими (прибрежно-озерными), морскими (озерными), береговыми, хотя нередко также под морскими (озерными) россыпями понимают россыпи, сформированные в пределах подводного берегового склона, а под береговыми, прибрежными (а иногда и прибрежно-морскими) — россыпи, образованные непосредственно на пляже. Иногда этим терминам придается морфологический (а не генетический) смысл. Так или иначе, россыпей, сформированных за пределами прибрежной зоны в более глубоководных частях морей и других крупных водоемах, в настоящее время неизвестно.
Выше отмечалась в целом слабая изученность прибрежных процессов. То же можно сказать и относительно образованных этими процессами россыпей. Поэтому следует согласиться с мнением В.С. Трофимова о том, что «в настоящее время материала к составлению исчерпывающей классификации россыпей водоемов не имеется». Это относится как к россыпям современных водоемов, так и — в еще большей степени — к древним ископаемым россыпям, генезис многих из которых до настоящего времени остается дискуссионным. Одной из причин слабой изученности прибрежных россыпей являются огромные запасы ценных минералов (ильменита, циркона, рутила и др.) в комплексных современных прибрежных россыпях Австралии, Бразилии и некоторых других районах земного шара. Благодаря этому среди многих зарубежных геологов укоренилось мнение о полной обеспеченности промышленности содержащимися в этих россыпях металлами и об отсутствии необходимости детального их изучения. В Советском Союзе в течение последних двух десятилетий заметно интенсифицировались исследовательские и поисково-разведочные работы на ископаемые и современные комплексные россыпи, в том числе прибрежного генезиса. Был открыт целый ряд подобных россыпных месторождений, решены многие вопросы генезиса прибрежных россыпей и предложены их классификации.
С учетом сделанных оговорок и опираясь на имеющиеся классификации, попытаемся кратко охарактеризовать прибрежные россыпи на основе выделения среди них возрастных, морфологических, фациальных и т.п. типов и разновидностей.
Напомним, что прибрежные россыпи достаточно широко представлены как в группе «новых», относительно молодых (четвертичных и современных), так и в группе «древних» ископаемых нелитифицированных и слаболитифицированных россыпей, залегающих в составе пород определенного стратиграфического горизонта мезокайнозойского осадочного чехла платформенных областей (ископаемые окаменевшие россыпи, имеющие палеозойский и более древний возраст, мы здесь не рассматриваем).
Прибрежные россыпи первой группы — россыпи морских побережий, по классификации А.П. Божинского и др. — приурочены к береговым зонам современных крупных водоемов и примыкающим к ним прибрежным равнинам. Они, в свою очередь, достаточно четко подразделяются на две подгруппы (см. табл. 8): россыпи современной и древней прибрежно-морских зон.
Как можно видеть из той же таблицы, среди россыпей современной прибрежно-морской зоны в зависимости от приуроченности к тому или иному элементу рельефа выделяются различные морфологические типы: пляжевые, террасовые (и дюнные), донные и дельтовые, характеризующиеся целым рядом индивидуальных особенностей в происхождении и строении. Так, например, пляжевые россыпи очень молодые, по существу образующиеся на пляжах сейчас на наших глазах; их способность регенерироваться после отработки широко используется человеком. Террасовые россыпи, являясь в большинстве случаев отмершими пляжевыми, имеют более древний, чаще верхне- и среднечетвертичный возраст. Располагаются они обычно на небольшой (метры и первые десятки метров) высоте над уровнем моря, но иногда, как, например, в юго-западной Африке, поверхность террас превышает 100 м. Морские галечники и пески в террасах нередко перекрыты делювиальными и эоловыми (дюнными) образованиями. Последние в ряде случаев сами содержат россыпи. На дне моря могут располагаться как россыпи, образующиеся здесь (т. е. в пределах подводного склона) в настоящее время, так и затопленные, более древние пляжевые.
Россыпи древней прибрежно-морской зоны, располагающиеся в пределах приморских равнин, известны на Аляске, Чукотке (золото) и в ряде других пунктов. Они обычно перекрыты толщей аллювиальных, болотных, ледниковых, солифлюкционных и других континентальных осадков, т. е. являются погребенными. Среди них отмечаются россыпи четвертичного (Q1, Q2) и третичного возраста. Нередко в пределах тех же равнин присутствуют россыпи аллювиального генезиса. В связи с эвстатическим поднятием в четвертичное время уровня Мирового океана на дне моря могли оказаться россыпи морского и континентального генезиса. Примерами затопленных аллювиальных россыпей служат разрабатываемые подводные россыпи касситерита в Индонезии и алмазов у берегов юго-западной Африки, а также часть золотоносных россыпей, обнаруженных, по данным Дж. Mepo, у берегов юго-восточной Аляски.
Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

Существующие схемы классификации прибрежных россыпей по фациальным зонам их формирования приведены в таблицах 60 и 61.
Наиболее уверенно выделяются две фациальные зоны крупных водоемов, в которых происходит формирование россыпей: волноприбойная зона (фации пляжей) и подводный береговой склон (зона песков и алевритов прибрежной мелководной части рельефа). Россыпи же песчаной приурезовой полосы (см. табл. 60), по-видимому, нецелесообразно отделять от россыпей пляжей, тем более что и сам автор отмечает, что пески первой из зон очень близки по составу второй.
Неясна и правомерность выделения в самостоятельный тип россыпей лагунных фаций и россыпей предустьевых фаций (см. табл. 61). Эти группы россыпей скорее являются разновидностями (подтипами) фациального типа россыпей подводного берегового склона. В частности, основным условием возникновения россыпей в лагунах является близость источников питания, относительно высокая обогащенность полезными компонентами поступающего в бассейн материала (а не сортирующая деятельность бассейна). Дополнительное условие — относительно спокойная гидродинамическая обстановка среды, обеспечивающая возможность накопления наносов без существенного их разубоживания. Очевидно, что россыпи, образованные таким путем, могут возникнуть не только в лагунах, но и на многих других участках подводного склона. Что касается выделения россыпей устьевых и приустьевых фаций рек, то необходимо заметить следующее. Действительно, известны россыпи золота (Аляска, Камчатка), титаноциркониевых минералов (дельта р. Нил, восточное побережье США — Джэксонвиль), алмазов (юго-западная Африка), образование которых связано с перемывом продуктов речного выноса. Ho, во-первых, такие россыпи далеко не всегда располагаются в непосредственной близости к устьям рек, и, во-вторых, они могут возникнуть и во многих других случаях, в частности при размыве дна, абразии берегов, сложенных рыхлыми продуктивными отложениями и т. д. Поэтому выделять (в пределах пляжа и берегового склона) только предустьевые фации, минуя другие, вряд ли верно.
Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

Следует также подчеркнуть, что установить тип россыпи по зоне ее формирования не всегда возможно даже в пределах современной. В.С. Трофимов считает, что в связи с миграцией их во времени «...такие подвижные зоны не могут быть положены в основу классификации россыпей водоемов... В действительности, в каждом отдельном случае имеется единая прибрежно-морская россыпь, в которой иногда в зависимости от местных условий можно выделить отдельные подтипы отложений отличающиеся повышенной, по отношению к соседним участкам, концентрацией тяжелых минералов». Исходя из изложенных в предыдущих разделах положений и принимая во внимание широкую распространенность современных пляжевых россыпей, можно считать, что основная часть рудных тел россыпных месторождений морских побережий сформирована в волноприбойной зоне на пляже. Что касается ископаемых «древних» россыпей, то существует мнение, что многие из них образовались на дне мелководных заливов, опресненных водоемов и т.д., т. е., по существу, в пределах подводного берегового склона.
В связи с изложенным вполне правомерен принцип деления прибрежных россыпей по характеру их питания, предложенный М.Г. Барковской (см. табл. 60). По этому признаку она выделяет три подтипа россыпей А, Б и В, связанных соответственно с выносом рек, с разрушением береговых обрывов и с размывом подводного склона. По мнению В.С. Трофимова, наиболее распространены россыпи смешанного происхождения. Каждый из подтипов характеризуется только ему присущими особенностями размещения и строения. Так, например, россыпи, связанные с переработкой продуктов речного выноса, образуются как в подводной, так и надводной частях береговой зоны. Для них характерно постепенное (по мере удаления от устья питающей реки) уменьшение крупности материала и возрастание его окатанности и сортированности. Россыпи, связанные с абразией морских берегов, возникают, главным образом, в надводной части зоны, т. е. на пляжах. Они обычно сложены менее сортированными отложениями. Закономерного изменения параметров вдоль берега в них часто не наблюдается и т. д.
По составу полезных компонентов среди прибрежных россыпей довольно четко выделяются комплексные многокомпонентные россыпи, сложенные одновременно несколькими минералами (титано-циркониевыми, редкометальными и другими тяжелыми с уд. весом 4,2—5,3), и однокомпонентные россыпи — алмазов, золота, касситерита. В.Г. Ульст (см. табл. 61), имея в виду резко отличные свойства алмазов и его способность образовывать россыпи на значительном удалении от источников питания, делит россыпи по этому признаку на три группы: 1) титано-циркониевых и других тяжелых минералов, 2) алмазов и 3) золота, платины и касситерита, что представляется совершенно оправданным.
Между указанными группами существуют глубокие различия не только в составе ценных минералов, но в характере их связи с коренными источниками, способе образования, условиях залегания во вмещающих отложениях и составе этих отложений и т.д. Наиболее сильную пространственную связь с источниками питания обнаруживают россыпи 3-й группы. Они образуются в случае размыва относительно богатых источников и часто располагаются в непосредственной близости к ним, т. е. являются автохтонными. В этом случае полезные минералы имеют сравнительно крупные размеры и тяготеют к нижней, нередко грубообломочной, части толщи. По строению (и по механизму образования). они напоминают рассмотренные в главе V пластовые, автохтонные россыпи аллювиального генезиса. Нередко такие россыпи золота и касситерита удалены на некоторое, но в целом незначительное (до десятков километров), расстояние от питающих рудных площадей, сохраняя с ними видимую связь. Они обычно представляют собой скопление весьма мелких зерен минералов (магнетита, титаномагнетита, ильменита и т.д.), тяготеющих к песчано-алевритовым осадкам верхних и средних частей резреза. Эти россыпи, с одной стороны, можно рассматривать как морские аналоги косовых аллювиальных россыпей, а с другой — как разновидность россыпей 1-й группы. Последние представлены обычно концентрациями тяжелых минералов в песках современных и древних пляжей, береговых дюн и подводного склона. В зарубежной литературе они фигурируют под названиями: «россыпи тяжелых минералов на побережье Бразилии», «песчаные залежи тяжелых минералов Восточной Австралии», «черные пески Восточной Австралии», «россыпи черных песков», «песчаные россыпи тяжелых минералов» и т.п. Залегают они, как правило, либо на самой поверхности либо на небольшой глубине. Россыпи 1-й группы в наиболее общем случае не обнаруживают тесной связи с источниками питания и могут быть удалены от них на весьма значительные расстояния. Основными факторами их возникновения являются благоприятная гидродинамическая обстановка прибрежной зоны водоемов и химическая подготовленность (зрелость) поступающего в водоем обломочного материала, хотя, безусловно, весьма существенную роль при этом играет и геологическое строение водосборных площадей. Последнее во многом определяет состав формирующихся на побережье россыпей, поскольку определенному комплексу горных пород характерны те или иные минеральные ассоциации акцессорных и рудных минералов.
Руководствуясь указанным принципом, В.П. Петелин выделяет среди пляжевых концентратов тяжелых минералов (т. е. россыпей 1-й группы) бассейна Тихого океана четыре основных типа, связанных с размывом трех комплексов пород:
1) концентраты, связанные с разрушением «континентального» комплекса пород — разнообразных магматических и метаморфических образований дотретичного возраста и продуктов их континентального разрушения. Представлены они ильменитом, рутилом, цирконом, монацитом, магнетитом, касситеритом и золотом (россыпи Австралии, Таиланда, о. Тайвань и др.);
2) концентраты, связанные с разрушением продуктов молодого вулканизма — пород и пирокластического материала андезито-базальтового состава. Представлены они титаномагнетитом, магнетитом, пироксенами и амфиболами. Развиты такие концентраты на Новой Зеландии, в Японии, на Курильских островах;
3) промежуточный тип между двумя первыми (россыпи западного побережья Америки);
4) концентраты, известные на Гавайских островах, образованные за счет разрушения продуктов спокойного излияния лав щелочно-основного состава. Концентраты этого типа сложены титаномагнетитом, оливином, титанавгитом, т.е. довольно близким по составу к таковым 2-го типа. В отличие от последних они образовывались за счет разрушения не рыхлого пирокластического материала, а относительно плотных лав. Широкое развитие в составе концентратов 2-го и 4-го типов неустойчивых в условиях выветривания минералов (пироксенов, оливина, амфиболов) указывает на то, что они сформировались без существенного участия коры химического выветривания.
Значение и распространение прибрежных россыпей

Прибрежные россыпи в настоящее время являются одним из основных источников получения циркона, рутила, ильменита и монацита (табл. 62). Значительная часть запасов этих минералов сосредоточена в пляжевых и дюнных россыпях современных побережий тропических и субтропических зон. Многие из этих россыпей разрабатываются (табл. 62). Как явствует из работ И.И. Малышева, В.Н. Котляра, Б.В. Кристального, С.Я. Кагановича, И.П. Тихоненкова, Б.И. Когана, Е.А. Величко, Е.А. Корбут и др., ведущую роль в общем балансе указанных руд играют россыпи четырех стран — Индии, Австралии, США (Флорида) и Бразилии. Очень высоко оцениваются также перспективы еще слабо изученного побережья Африки.
Об огромных масштабах современных россыпей можно судить, например, по тому, что общие запасы тяжелых минералов одного только района Траванкур в Индии оцениваются в 250—300 млн. т. На восточном побережье Австралии россыпи прослеживаются (с перерывами) на протяжении 960 км, наиболее крупные и богатые — на отрезке длиной 160 км. По составу они ильменит-рутил-цирконовые. Монацита в них, в отличие от многих других комплексных россыпей, мало (0,5—0,8%). Геологические запасы тяжелых минералов в этом районе исчисляются астрономическими цифрами и могут, по мнению геологов, обеспечить титаном всю мировую металлургию. Расположенные здесь россыпи являются крупнейшими в мире месторождениями рутила.
Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

Приуроченность к тропическому и субтропическому поясам, безусловно, отражает климатическую зональность в распределении. В более высоких широтах также известны комплексные прибрежные россыпи, но по богатству и масштабам они значительно уступают вышеназванным, причем среди рудных минералов существенную роль приобретают магнетит и титаномагнетит. Крупные россыпные скопления этих двух минералов устанавливаются на пляжах, в дюнах и на подводном склоне и вне строгой зависимости от климатической поясности в случае если на побережье или вблизи него развиты крупные, богатые акцессориями и специфические по составу источники, такие как молодые вулканические образования основного и среднего состава, обширные массивы габбро-норитов и т.д. Подобные россыпи известны по берегам островов Новая Зеландия, Хоккайдо, Хонсю и других островов, берегам Северной Америки, в заливе Ариаке и Токийском заливе (табл. 63), причем в Японии и Канаде они в настоящее время успешно разрабатываются.
Высокая промышленная ценность современных прибрежных россыпей обусловлена целым рядом технико-экономических и горно-эксплуатационных факторов, среди которых отмечаются: комплексность руд; дезинтегрированность песков и чистота слагающих их рудных минералов, что обеспечивает высокое качество получаемых концентратов. Крупные запасы, благоприятные условия залегания, обеспеченность технологической водой (не являющейся, в отличие от пресной воды, дефицитом) дают возможность широко механизировать добычу песков и их обогащение, что значительно снижает себестоимость продукции и позволяет вовлекать в эксплуатацию относительно небогатые россыпи; отмечается восстанавливаемость ряда современных россыпей. Отметим возможность отработки мелких и небогатых пляжных россыпей передвижными обогатительными установками, как это делается, например, в ГДР.
Типы прибрежных россыпей, их значение и распространение

Древние ископаемые нелитифицированные россыпи титано-циркониевых и редкометальных минералов, залегающие в составе осадочных толщ третичного и мезозойского возраста, распространены не столь широко, как современные, хотя их значение в экономике ряда стран весьма высоко. К числу стран, активно эксплуатирующих такие россыпи, относится и Советский Союз. Отличительной особенностью древних россыпей является большая мощность продуктивных отложений. Это делает их также весьма удобными объектами для высоко механизированной эффективной отработки. Районами развития ископаемых нелитифицированных россыпей на территории России являются юг Русской платформы, Зауралье, юг Западно-Сибирской низменности.
Прибрежные россыпи алмазов распространены не широко. Они известны пока лишь на побережье юго-западной Африки. Здесь из пляжей и морских террас с 1908 (начала эксплуатации) по 1964 г. добыто около 28 млн. карат. В начале 60-х годов ежегодная добыча равнялась примерно 1 млн. карат и составляла около 5% от общей добычи капиталистических стран. С 1962 г. вблизи устья р. Оранжевой с помощью плавучей обогатительной фабрики начата отработка подводной россыпи, залегающей на глубине 30 м. Суточная производительность этой фабрики в конце 1962 г. равнялась 700 каратам. Существует возможность обнаружения прибрежных россыпей алмазов на побережьях Бразилии, Британской Гвианы, Венесуэлы и ряда других стран.
Прибрежные россыпи золота и касситерита по распространению относятся к числу редких. Однако принципиально важно подчеркнуть, что они бесспорно существуют и имеют заметное промышленное значение. В частности, на Аляске, в районе города Ном, с 1900 г. ведется добыча золота из современных, а также более древних пляжей, погребенных под ледниковыми отложениями на прибрежной равнине. На характеристике этих россыпей мы подробнее остановимся далее в связи с исключительной, на наш взгляд, практической важностью данного вопроса. Новейшие работы, проведенные американскими исследователями в морской зоне данного района, приводят авторов к выводу о вероятности развития здесь затопленных россыпей золота прибрежно-морского генезиса. Золотоносные пляжевые россыпи известны также на западном побережье Камчатки, в береговой зоне дальневосточных морей. Вполне вероятно, что и некоторые из погребенных промышленных золотоносных россыпей прибрежной равнины Чукотки также являются прибрежно-морскими. Золото и касситерит извлекались из пляжевых комплексных россыпей восточного побережья Австралии. Прибрежные пляжевые россыпи касситерита, наряду с затопленными аллювиальными, отрабатывались в Индонезии. Касситеритовые россыпи прибрежно-морского генезиса, приуроченные к современной береговой полосе, известны и в других районах.
Все эти примеры приведены здесь с единственной целью показать, что, хотя прибрежные россыпи касситерита и золота и встречаются реже титано-циркониевых, прибрежная обстановка вовсе не является «запретной» для таких однокомпонентных россыпей, как это считает, например, А.А. Аксенов: «В береговой зоне рудные накопления золота и касситерита маловероятны, так как истирание в общей массе наносов пляжа обычно доводит их до пылевидных размеров, что отнюдь не способствует образованию месторождений. Лишь в мнимое противоречие с этим утверждением вступают факты нахождения россыпей золота на побережье Аляски и касситеритовых морских россыпей в Индонезии, так как их аллювиальный генезис несомненен... Типичные месторождения золота, платины и олова формируются только (разрядка наша. — Г. H.) в аллювиальных отложениях...»
Представляется, что в настоящее время нет оснований отрицать (тем более столь категорично) возможность обнаружения крупных прибрежных россыпей золота и касситерита, и в первую очередь золота, при наличии, естественно, достаточно крупного местного коренного или промежуточного источника питания. Более того, ряд обстоятельств позволяет надеяться, что такое положение связано в определенной мере со слабой опоискованностью прибрежной зоны и техническими трудностями проведения подобных работ. Последние связаны с рядом обстоятельств, таких как: приуроченность россыпей золота, платины и касситерита к основанию рыхлых пачек; залегание в погребенном состоянии и невыраженность в рельефе; эвстатическое поднятие уровня Мирового океана, вследствие чего береговая зона плейстоценовых морей оказалась в большинстве случаев залитой морем и труднодоступной для геологического изучениями ряд других причин.
По мере роста спроса на «новые металлы» и увеличения освоенности прибрежных зон морей и океанов значение прибрежных россыпей, несомненно, будет возрастать.