Россыпи (комплексные) тяжелых минералов с удельным весом 4,2-5,3 в песках

Типичными представителями являются комплексные россыпи титано-циркониевых минералов, широко развитые по берегам Австралии, Бразилии, Индии, Шри-Ланка и других стран низких широт. Описание их содержится в ряде работ советских и многих зарубежных исследователей.
Рудные минералы в таких россыпях представлены ильменитом, рутилом, цирконом и монацитом, находящимися в самых различных количественных отношениях между собой. Ильменит в той или иной степени лейкоксенизирован. Основной нерудный минерал — кварц. В качестве примеси могут присутствовать лейкоксен, хромит, силлиманит, ксенотим, золото и другие минералы, устойчивые в условиях выветривания, а также средней устойчивости, такие как магнетит, гранат, эпидот. Общее содержание тяжелых минералов также непостоянно, достигая в отдельных случаях 60—80%. Цвет обогащенных «естественным» шлихом песков чаще черный (преобладание ильменита) реже розоватый (гранат и циркон) и желтоватый (монацит). Россыпи сложены обычно хорошо окатанными мелкими зернами, причем зерна рудных минералов мельче, чем нерудных (табл. 64, 65).

Очень часто россыпные концентраты приурочены к современной волноприбойной зоне, располагаясь в узкой полосе между линиями прилива и отлива, а в бесприливных морях — в полосе прибоя. Залегают они в верхней части песчаных пляжевых отложений либо на самой поверхности, либо под маломощным (0,5—1,25 м) слоем «пустых» песков. На участках развития древних береговых валов продуктивные горизонты могут быть перекрыты бедными эоловыми песками мощностью до нескольких метров.
Пляжные россыпи представляют собой лентообразные в плане и линзовидные в разрезе залежи, вытянутые вдоль береговой линии. Мощность продуктивных горизонтов, состоящих из одного или нескольких пластов черных песков обычно измеряется дециметрами, реже первыми метрами. Ширина отдельной россыпи чаще равна нескольким десяткам метров, а длина — нескольким километрам (табл. 66). Как видно из приведенных цифр, параметры отдельной россыпи невелики. Однако обычно на определенных участках берега развивается целая цепь россыпей, разделенных участками, содержащими относительно бедные нерудные пески или не содержащими наносов (рис. 137). Общая протяженность зон россыпей нередко превышает сотни километров.

На аккумулятивных песчаных побережьях, кроме современных пляжных россыпей, нередко встречаются эоловые россыпи, перекрывающие иногда прибрежно-морские россыпи древних береговых валов. Дюнные россыпи обычно беднее пляжных, но по запасам их превосходят, вследствие чего приобретают большое практическое значение. Повышенные концентрации могут наблюдаться и на других аккумулятивных формах береговой зоны: на береговых валах и косах (особенно в устьях астуариев); на приподнятых пляжах или береговых валах; в пределах подводного берегового склона. Последние так же, как и дюнные россыпи, обычно не отличаются высокой концентрацией, хотя в некоторых случаях, например у восточных берегов Австралии, и здесь на глубинах до 30 м встречаются почти чистые концентраты тяжелых минералов. По данным И.И. Малышева, одна из таких подводных комплексных россыпей, залегающая на глубине 11—12 м, разрабатывалась на о. Страдбрин.
Характеризуемые комплексные прибрежные россыпи титано-циркониевых (с монацитом) минералов формируются за счет площадного комплексного источника питания при активном участии процессов химического выветривания в результате интенсивной сортировки и сепарации обломочного материала в прибрежной зоне. Наиболее благоприятными геологическими условиями возникновения являются:
1) наличие в области денудации крупных по площади массивов кристаллических пород, содержащих в виде акцессорной примеси ильменит, рутил, циркон и другие полезные минералы;
2) образование глубокой, хорошо проработанной площадной коры выветривания;
3) поднятие территории и быстрая эрозия поверхностных зон с переносом продуктов разрушения к океану (морю). При этом следует иметь в виду, что перенос обломочного материала и содержащихся в нем тяжелых полезных минералов на побережья лучше осуществляется сравнительно крутыми, короткими и бурными реками. Поэтому благоприятным фактором служит относительная близость области денудации (водосборных площадей) к береговой зоне;
4) формирование прибрежных равнинных осадков, их поднятие и эрозия;
5) оседание берега и переработка осадков. Возникновение берегового вала, кос и баров.
Концентрация тяжелых минералов в результате деятельности волн и течений. Более благоприятны для возникновения россыпей участки, где береговая линия старильна или изменяется медленно. При этом одни исследователи полагают, что наиболее соответствуют этому условия медленной регрессии, другие же, например В.Н. Невесский, считают, что подобные россыпи могут образоваться при медленных регрессии и трансгрессии (рис. 138).

Перечисленные факторы имеют относительный характер. Лишь суммарный эффект их проявления может привести к возникновению крупного и богатого россыпного месторождения указанного типа. При этом степень проявления одного из них может быть скомпенсирована или усилена степенью проявления другого. Рассмотрим некоторые примеры.
Австралия занимает ведущее место по добыче рутила и циркона из современных прибрежных россыпей, которые известны на восточном, юго-западном и северном побережьях и на близкорасположенных островах. Наибольшее их количество сосредоточено на восточном побережье. Здесь в пределах главного пояса (северо-восточная часть Нового Южного Уэльса и юго-восточная — Квинсленда) длиной около 80 км располагается 50 месторождений (ряс. 139). Из 11 эксплуатирующихся в 1950 г. россыпей 10 приурочено к данной полосе и одно (Суанси) находится южнее. Подсчитанные запасы только богатых месторождений, расположенных между островами Стратборк и Леннокс-Хед (несколько северней г. Баллина), составляют 2,5 млн. т тяжелых минералов, в том числе 970 тыс.— циркона, 754 — рутила и 12 — монацита. Ильменит из россыпей восточного побережья вследствие высокого содержания Сr2О3 (до 5—7%) не находит спроса.
На восточном побережье песчаные берега местами прерываются скалистыми выступами предгорий, сложенными третичными базальтами и нижнепалеозойскими осадочными породами (см. рис. 137, 139). На песчаных аккумулятивных побережьях от моря в глубь суши выделяются три зоны: береговых пляжей, современных подвижных береговых дюн (штормовых валов) высотой 4,5—6,0 м и старых неподвижных дюн, покрытых растительностью (древних береговых валов). Зона пляжевых и дюнных песков равна нескольким стам метров, достигая нередко 800 м, а в исключительных случаях— несколько километров.
Наибольшая концентрация тяжелых минералов устанавливается на современных пляжах, где и производится основная их добыча, — в пределах высотных отметок +1,8 м (см. рис. 137). Содержание тяжелого шлиха в россыпях достигает десятков процентов, а в прослойках черного шлиха доходит до 80% и более. Богатые прослои имеют небольшую мощность, измеряемую сантиметрами и дециметрами (до 1 м), которые в рудной пачке разделены прослоями более бедного песка. В продуктивный пласт до недавнего времени включались пески, содержащие более 175 кг/м3 тяжелых минералов. В песках подвижных береговых дюн содержание рудных минералов в среднем равно 2—3%. Под слоем дюнных песков мощностью 0,5—7 м в 4 м выше уровня моря залегает рудный горизонт мощностью около 1 м, который обычно состоит из тонких горизонтальных прослойков черного песка. Этот горизонт рассматривается как образование древних пляжей. Дюнные и погребенные пляжные россыпи приобретают в настоящее время большое значение в связи с огромными запасами заключенных в них полезных минералов. На одном только о. Страдборк разведенные запасы тяжелых минералов в этих россыпях составляют около 6 млн. т. Старые же неподвижные дюны обеднены тяжелым шлихом (0,5—1,0%) и пока не представляют практического интереса.
Основным нерудным минералом россыпей полосы пляжей является кварц. Тяжелая фракция шлихов сложена (в %) цирконом — 18—65, рутилом — 15—45, ильменитом — 10—63 и монацитом — 0,1—0,2. В небольших количествах встречаются лейкоксен, касситерит, гранат, магнетит, шпинель, хромит, турмалин, иногда бадделеит и в еще меньших количествах и достаточно редко золото и платина, хотя, как указывает В.П. Петелин, ранее пляжные пески Австралии использовались в основном с целью извлечения золота и касситерита. Основная масса рудных зерен имеет размер 0,1—0,14 мм.
В строении отдельных россыпей этой части Австралии отмечается ряд общих особенностей. Максимальная мощность богатых прослоев устанавливается у края, обращенного к суше, а минимальная — у обращенного к морю. С юга на север возрастает мощность прослоев и ширина россыпей, повышается доля циркона в тяжелой фракции и понижается относительное содержание рутила и ильменита. Более тяжелые минералы — ильменит и циркон в большей степени концентрируются в нижних частях россыпей, а более легкие (рутил, гранат) — в верхних и т. д. Запасы тяжелых минералов в отдельных россыпях, при среднем содержании 20—60% составляют десятки и сотни тысяч тонн тяжелых минералов, длина — несколько километров, ширина — десятки до первых сотен метров. При включении в контур рудного тела не столь богатых песков параметры россыпей существенно возрастут.
Источниками тяжелых минералов прибрежных россыпей Восточной Австралии служили сравнительно рыхлые песчаники серии Кларенс, триасового и юрского возраста, т. е. промежуточные коллекторы, в которые они поступали из пермских гранитов и других кристаллических пород, широко развитых в близлежащих областях. Материал в береговую зону поставляется р. Кларенс и некоторыми другими короткими реками (водораздел в Восточной Австралии расположен очень близко к берегу) и затем мощным вдольбереговым потоком перемещается на север. А.А. Аксенов представляет картину формирования россыпей этого района несколько иначе. Он считает, что за счет эрозии песчаников серии Кларенс образовались сначала отложения прибрежно-аллювиальной равнины, затем эта равнина была опущена на 30—60 м ниже уровня океана.

Формирование прибрежных пляжевых россыпей и аккумулятивных форм происходит как результат размыва подводного берегового склона, сложенного отложениями прибрежно-аллювиальной равнины, перемещения материала к берегу и сортировки его на пляжах. Факт трансгрессии подтверждается тем, что у западного берега Северного острова Новой Зеландии установлено два максимума содержания тяжелого (титано-магнетитового) шлиха в песках: первый в зоне современного пляжа, а второй в глубине 30 м, т.е. на уровне низкого стояния береговой линии в позднем плейстоцене. Залегание погребенных под дюнами пляжных концентратов на высоте 4 м указывает на новейшую незначительную регрессию океана.
Образование россыпей происходит в значительной мере под воздействием юго-восточных ветров. Перемещением песка по пляжу к северу и накоплением тяжелых концентратов перед препятствием объясняется отмеченное ранее увеличение в этом направлении ширины и мощности отдельных россыпей. Полный цикл концентрации представляется следующим. В нормальную погоду волны перемещают песок на пляжах и формируют крутой уклон. Сильное волнение смещает кварцевый песок в глубь берега, а тяжелые минералы оставляет на пляже, формируя тонкие прослои (1—2 см) концентратов. Повторение этого процесса приводит к образованию серии прослойков черных песков. Штормы выполаживают профиль пляжа, вынося кварц, производя дальнейшее обогащение, и создают более мощные (до 1 м) прослои черного шлиха, имеющие в разрезе форму линз шириной до 20—25 м.
Индийские прибрежные комплексные россыпи являются, по мнению многих специалистов, крупнейшими и богатейшими в мире. Наиболее известные из них располагаются на юго-западном побережье в штате Траванкур-Кочин. Россыпи приурочены к пляжам, дельтам рек, дюнам и барам. Кроме того, промышленные концентрации (60%) тяжелых минералов установлены в последнее время на дне лагун и озер побережья и в верхней части подводного берегового склона моря в пределах полосы шириной 0,8 км. Издавна отрабатывают россыпи двух участков — Манавалакуричи и Чавара длиной 1,6 и 1,7 км соответственно. Ширина их равна нескольким сотням метров, достигая местами 1 км (рис. 140). Мощность наиболее обогащенных тяжелым шлихом (60—90%) песков чаще равна 0,6—1,5 м. Однако, как показало систематическое бурение, промышленные их концентрации часто прослеживаются на всю пробуренную глубину 7,5 м до уровня моря. По 16 исследованным в 50-х годах россыпным месторождениям юго-западной Индии (табл. 67) средняя мощность продуктивных отложений равна на пляже 7,6 м, а на побережье в удалении от берега — 5. В последнем случае черные пески перекрыты безрудными кварцевыми песками (1,8—2,4 м). Общие запасы в этих месторождениях составляют 52 млн. т ильменита и 1,4 млн. т — монацита при средних содержаниях ильменита 40 и монацита 0,75%.
Тяжелый шлих Траванкурских россыпей сложен (в %) ильменитом — 65—80, цирконом — 4—6, рутилом — 3—6, силлиманитом — 2—5, гранатом — 0,5—5 и монацитом — 1. В отдельных пробах состав варьирует в значительных пределах до существенно гранатового и существенно монацитового. Основная масса рудных минералов здесь так же, как и в австралийских россыпях, имеет размер 0,1—0,14 мм. Легкая фракция представлена кварцем с примесью полевых шпатов.
Схема формирования прибрежных россыпей юго-западной Индии может быть названа классической.

Значительная часть Южного Траванкура сложена гнейсами, чарнокитами, пегматитовым и и жильными образованиями, содержащими довольно значительную примесь акцессорных минералов — ильменита, циркона, монацита и др. В недалеком прошлом и в настоящее время здесь интенсивно формируется кора химического выветривания благодаря существующему здесь исключительно теплому и влажному климату: цепь хребтов, протягивающаяся вдоль восточной границы района, защищает его от сухих северо-восточных ветров. В процессе формирования коры выветривания уже происходит накопление рудных минералов, что, например, подтверждается тем, что развитая в районе г. Бомбей на базальтовых трапах мощная кора выветривания содержит около 10% TiО2, в то время, как в самих траппах его содержание не превышает 2%. Холмистый рельеф, короткие, относительно крутые реки обеспечили вынос на побережье огромных масс дезинтегрированного материала. Прибрежные современные россыпи образуются как за счет материала, выносимого непосредственно реками, так и за счет морской абразии развитых на побережье песчаных пород верхне-четвертичного возраста (слоев Варкали), сходных по внешнему виду с современными образованиями. Толстые темные рудные слои в полосе прибоя формируются главным образом в период летних (июль—август) северо-восточных муссонов. В марте — апреле, в период действия юго-западных ветров, побережье делается белым за счет привноса кварцевого песка. Отработанные современные прибрежные россыпи полностью восстанавливаются за 2—3 года, поэтому проводимые подсчеты запасов имеют лишь относительный характер. В настоящее время южный берег медленно опускается.
Кроме охарактеризованных, комплексные прибрежные россыпи известны на западном побережье Индии в районе г. Бомбей и в дельте р. Нарбада и на северо-восточном побережье в штате Мадрас. Россыпи района Бомбея имеют ильменит-магнетитовый состав и образовались за счет размыва коры выветривания на базальтовых траппах. Аналогичные россыпи и на северо-восточном побережье. Источником их, вероятно, послужили ильменит-магнетитовые рудные месторождения, известные в тех же районах. Кроме того, вдоль восточного побережья п-ова Индостан в пределах подводного берегового склона обнаружены обогащенные черным шлихом пески на глубине 36 и 22 м.
Бразильские россыпи начали разрабатываться с целью извлечения монацита в 1835 г., первыми в мире. Они находятся преимущественно в штатах Эспириту-Санту на отрезке длиной около 280 км и Байя — на 64-километровом отрезке побережья. По размерам и общему содержанию тяжелых минералов Бразильские россыпи уступают индийским и австралийским.
Здесь выделяются 4 типа россыпей: приподнятые отмели и береговые валы, современные отмели и редкие дюнные месторождения — измененные ветром россыпи первых трех типов. Наиболее богаты россыпи береговых валов, обычно длинных и узких (рис. 141).

Длина обогащенных участков — отдельных россыпей обычно колеблется от 200 до 1000 м, достигая иногда 2,5 км, при ширине не более 20—50 м. Наиболее протяженный вал с промышленным содержанием полезных минералов расположен в штате Байя (длина 5600 и ширина 25—200 м). Мощность россыпей не превышает, как правило, 4 м. Продуктивные пески либо выступают на поверхность, либо перекрыты слоем кварцевых песков мощностью менее 1 м. В целом же форма, размер и содержание полезных минералов в россыпях сильно варьируют. Главные полезные минералы — ильменит, циркон, монацит (табл. 68). Среднее содержание суммы тяжелых минералов в продуктивных песках равно 32%, повышаясь в некоторых россыпях до 40, а в отдельных случаях и до 75%.
В истории геологического развития данной территории также устанавливается (в третичное время) период образования глубокой коры выветривания на различных домезозойских породах, в том числе на гранито-гнейсах — предполагаемых первоисточниках тяжелых минералов россыпей. Последующий размыв коры выветривания привел к формированию предгорной равнины, нижние грубозернистые горизонты которой явились промежуточными коллекторами. Формирование россыпей происходит за счет перемыва отложений затопленной равнины и конусов выноса рек. В настоящее время наблюдается незначительная (порядка 5 м) регрессия океана. Процесс шлихования протекает довольно медленно, о чем свидетельствует неполная их восстанавливаемость. Это связывается с относительно небольшим объемом поступающего в береговую зону обломочного материала.

Выше приведенными тремя примерами (Австралия, Индия, Бразилия) мы ограничим рассмотрение условий образования и строения крупных «типичных» комплексных россыпей ильменит-циркон-рутил-монацитового состава. В формировании всех их очень большая роль принадлежит продуктам размыва кор химического выветривания. В более северных широтах, т. е. в районах не столь активного развития этих процессов такие крупные россыпи неизвестны, хотя здесь по берегам многих морей также развиты пески, обогащенные естественным шлихом. Однако, как правило, эти шлихи обеднены титано-циркониевыми минералами и монацитом и резко обогащены менее устойчивыми тяжелыми минералами — магнетитом, титаномагнетитом, эпидотом, гранатами, амфиболами, пироксенами. В легкой фракции возрастает роль полевых шпатов. Вместе с тем следует подчеркнуть, что и в этих условиях иногда возникают рудные концентрации, уже сейчас представляющие промышленный интерес. В будущем их практическое значение может возрасти. Такие концентрации чаще всего формируются за счет абразии развитых в прибрежной зоне кайнозойских обломочных толщ, среди которых встречаются и продукты переотложения древних кор выветривания. В последнем случае в составе черных шлихов резко возрастает содержание ильменита и других устойчивых акцессорных минералов (например, пляжные пески бухты Малая Тихангоу (Японское море), содержащие, по данным редкого опробования, 28% ильменита).
Среди районов скоплений тяжелых минералов в песках прибрежного генезиса в пределах Советского Союза отмечаются участки Черноморского побережья, на которых осуществляется перемыв рыхлых песчано-глинистых отложений Причерноморской впадины, северный берег Азовского моря, где, по данным А.А. Аксенова, пляжные россыпи ильменита некоторое время даже эксплуатировались, и юго-восточная Балтика. Последний район в настоящее время изучен лучше других, остановимся на его характеристике.
В береговой зоне юго-восточной Балтики повышенные концентрации тяжелых минералов в песках отмечаются на пляже, в береговых аккумулятивных телах, где пески в значительной мере переработаны ветром, и в пределах подводного берегового склона.

На побережьях, которые характеризуются в целом слабой интенсивностью современных абразионно-аккумулятивных процессов и относительной стабильностью берегового контура, пески, обогащенные тяжелым шлихом, встречаются на участках, где наблюдаются незначительные периодические размывы песчаного берега. Такими берегами как правило являются аккумулятивные берега II подтипа и относительно стабильные берега (табл. 69). На участках аккумулятивного берега I подтипа и стабильного берега, где такой размыв почти не имеет места, а также на участках абразионного берега существенные концентрации тяжелых минералов не встречаются.
Повышенные концентрации тяжелых минералов на побережье приурочены обычно к средне- и крупнозернистым пескам, в которых преобладают гранулометрические классы 0,1—0,5 мм. Длина зон развития концентратов равна одному — нескольким километрам, ширина — 10—15, реже 20—30 м. В описываемых песках нередко наблюдается чередование тонких прослойков обогащенных и бедных песков. Толщина прослоев концентратов равна миллиметрам и первым сантиметрам, лишь иногда повышаясь до 10 см и более. Мощность пачек колеблется от 30—50 см до 1—2 м, чаще составляя 0,5—0,9 м. Залегают они на пляже непосредственно с поверхности, а на удалении от береговой линии в береговых валах — под слоем 1,5—2 м «пустых» песков.
Как указывают А.Я. Лунц и Я.Я. Майоре, в песках с макроскопическими видимыми тяжелыми минералами валовое содержание тяжелой фракции колеблется от 4—5 до 60%. Наиболее обычные минералы тяжелой фракции (см. табл. 69, 70) — гранат, ильменит, магнетит, амфиболы, пироксены. В некоторых случаях, например в случае образования песков за счет абразии девонских или кембрийских песчаников, содержание амфиболов и других неустойчивых минералов в них резко сокращается. Содержание рудных минералов в продуктивных отложениях: ильменит — несколько десятков килограммов на куб. м, циркон — сотни граммов — несколько килограммов, рутил — десятки и сотни граммов на куб. м песков.

Скопления тяжелых минералов в песках аккумулятивной формы береговой косы описаны А.Н. Божинским и др. Коса вытянута параллельно берегу на 90 км и представляет собой в генетическом отношении аккумулятивную террасу, осложненную с поверхности дюнными образованиями (рис. 142). За пляжем, ширина которого здесь равна нескольким десяткам метров, тянется гряда авандюн, за которой располагается равнина перевевания высотой 2—6 м выше уровня моря. У восточного (внутреннего) берега косы развита гряда 3—7 м высотой современных подвижных дюн. Данная коса имеет голоценовый возраст. Нижние ее горизонты сложены гравийно-песчаными отложениями, залегающими на валунных суглинках верхнеплейстоценовой морены. Продуктивными в данном случае являются средне- и мелкозернистые светло-желтовато-серые пески пляжа и дюн. Они содержат до 20 прослоев, обогащенных тяжелым шлихом и разделенных горизонтами бедных песков. Слои располагаются горизонтально либо с небольшим наклоном в сторону моря. Шлихсодержащие пески развиты в полосе шириной около 10—15 м, которая примыкает к авандюнам (см. рис. 142).
В пределах подводного берегового склона наиболее обогащены тяжелыми минералами мелкозернистые пески и крупные алевриты, имеющие средний диаметр частиц 0,08—0,13 мм. По данным В.Р. Бойнагряна, максимум концентрации смещается по ходу потока наносов на все большие глубины; одновременно в том же направлении уменьшается размер минеральных зерен. Это смещение выражается следующей схемой: вершина и морской склон внешнего вала (глубина 4—6 м) → подошва внешнего вала (6—10 м) → подводный склон мористее подошвы внешнего вала (10—16 м). Так, например, в прикорневой части береговой косы, где происходит размыв подводного склона, наибольшая концентрация устанавливается в мелкозернистых песках на морском склоне внешнего вала и у его подошвы, а ближе к дистальному окончанию максимум наблюдается в алевритах, располагающихся на больших (10—13 м) глубинах.
Скопления тяжелых минералов в клане в пределах берегового склона представляют собой отдельные полосы, вытянутые на различное расстояние параллельно береговой линии. Шлихосодержащие отложения залегают непосредственно у дна. Их мощность колеблется от 1—2 дециметров до 1—1,5 м. Нижняя граница продуктивных отложений нечеткая и устанавливается по результатам секционного опробования. Среднее содержание титано-циркониевых минералов в пересчете на условный ильменит по отдельным россыпям колеблется очень широко, чаще же не превышает несколько десятков. Из полезных минералов в них присутствуют ильменит, рутил, циркон, лейкоксен; кроме того, в тяжелой фракции в значительном количестве содержатся амфиболы, гранаты, магнетит, турмалин, иногда встречается апатит, пирит, гидроксилы железа. Легкая фракция представлена кварцем с примесью полевых шпатов.

Строение одного из таких участков развития тяжелого шлиха в пределах берегового склона показано на рис. 143 и 144. На этом участке в результате опробовательных работ, проведенных Московским горным институтом. Институтом океанологии АН СССР, ВНИИМОРГЕО и ВНИИЯГГ, оконтурены 4 изолированных россыпных проявления тяжелых минералов различной длины и ширины. Как видно на схеме, россыпи развиты в заливах и у мысов. Причем по масштабам первые превосходят вторые, по содержанию же ценных минералов наблюдается обратная картина — продуктивные отложения на мысах почти в 2 раза богаче, чем в заливах. Такие различия в строении россыпей объясняются неодинаковым механизмом их образования. Концентрация в заливах формируется в результате выпадения зерен из потока наносов, а на мысах в результате размыва наносов и выноса из них более легких нерудных зерен. Размыв привел к образованию на дне «окон», лишенных наносов, и накоплению местами (вследствие размыва моренных суглинков) слоя сплошных валунов (см. рис. 143). Вниз по разрезу содержание тяжелых минералов несколько падает, вследствие чего залежи распадаются на ряд более мелких тел. Есть основание предполагать, что в питании рассматриваемых продуктивных отложений участвовали неоплейстоценовые ледниковые образования, голоценовые песчано-гравийно-глинистые отложения, а также пески, алевриты и глины неогена и палеогена.
В заключение приведем еще одну разновидность россыпей тяжелых минералов в песках: титаномагнетитовые и магнетитовые россьгпи, образованные за счет разрушения сравнительно рыхлых пирокластических толщ основного состава молодого (третичного и четвертичного) вулканизма. Такие россыпи, как указывалось ранее, распространены по берегам Новой Зеландии, Японии и ряда других островов. Решающим фактором их возникновения, наряду с благоприятными гидродинамическими условиями прибрежной зоны, явилось наличие крупного богатого рудными минералами и специфического по составу и сложению источника питания, способного разрушаться относительно быстро, без активного влияния химического выветривания, и поставлять в прибрежную зону большие массы дезинтегрированного материала, содержащего значительные количества рудных минералов. Этим они существенно отличаются от рассмотренных выше комплексных россыпей, в образовании которых большая роль принадлежит площадной коре выветривания. Из сказанного вытекает, что имеются все основания выделить данные россыпи в самостоятельный минеральный тип, как это и предлагает В.П. Петелин.
В качестве примера строения и условий возникновения таких россыпей кратко охарактеризуем титаномагнетитовые россыпи одного из заливов острова с развитым молодым вулканизмом, целого ряда окраинных морей Евроазиатского континента, основываясь на данных Ю.А. Павлидиса, Н.В. Васильчикова, Ю.А. Павлидиса, Н. П. Словинского-Сидака.

Продуктивными в рассматриваемом крупном заливе, открытом океанским волнам, являются средне- и мелкозернистые, хорошо отсортированные (табл. 71) пески, слагающие аккумулятивные формы береговой зоны: пляж, дюны и подводный склон. За полосой аккумулятивного побережья в сторону суши располагается возвышенный берег, интенсивно разрушаемый мелкими ручьями и океаном. Питают россыпи толщи вулканических пемз, имеющие здесь видимую мощность 200—300 м. Скорость разрушения этих пород очень велика. Сама пемза представляет собой довольно рыхлую смесь вулканического стекла, монокристаллов и обломков плагиоклаза, кварца, пироксенов и титаномагнетита, которые имеют в основном размер песка. Дезинтеграция пемз осуществляется на водосборных площадях, в речном потоке и на побережье. Параллельно протекает обогащение его рудными минералами: уже в аллювиальных отложениях содержание титаномагнетита повышается на порядок по сравнению с исходными породами (табл. 72). Максимальная концентрация наблюдается на пляжном участке поступления материала из активного, сложенного пемзами, клифа (рис. 145). На запад и восток, по мере удаления от источника, содержание титаномагнетита падает, причем в восточном окончании дуги, сложенном мелкозернистыми, хорошо отсортированными песками, оно снова возрастает почти до мономинерального титаномагнетитового концентрата. Это объясняется усилением в данном направлении процессов сепарации песков.

Дюнные пески обогащены титаномапнетитом более равномерно. Содержание его в них остается довольно высоким (10—30%) даже на удалении от размываемого уступа.
Пески подводного берегового склона в целом заметно беднее титаномагнетитом, чем береговые, компонент распределен здесь более равномерно. На профиле выделяется две зоны максимального обогащения. Одна приурочена к полосе подводных валов (мористого его склона), вторая располагается на глубинах 15—30 м, где развиты 15—20-сантиметровые прослои черных песков. Запасы титано-магнетита, который здесь содержит примесь ванадия (0,61% V2O5 в искусственном титаномагнетитовом концентрате), в россыпях данного залива по грубым расчетам оцениваются достаточно высоко. В дюнах его примерно в 3 раза больше, чем на пляжах, а в россыпях подводного склона — в два.

Навигация

Новости

Россыпи (комплексные) тяжелых минералов с удельным весом 4,2-5,3 в песках