Осадочные месторождения



жүктеу 149.95 Kb.
Дата14.03.2019
өлшемі149.95 Kb.
түріЛекция

ЛЕКЦИЯ 14
ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Типичными признаками осадочных месторождений являются:

1) локализация в определенных фациально-палеогеографических зонах;

2) строгая приуроченность к стратиграфическим горизонтам (слоям);

3) образование руд в стадию седиментогенеза (осадконакопления) и диагенеза;

4) пластовая, линзовидная и лентовидная форма рудных тел;

5) характерные седиментационно-обломочные, слоистые, конкреционные и биогенные текстуры руд.

По ведущему механизму рудонакопления выделяют (В. И. Смирнов) механогенные, хемогенные и биогенные месторождения.
Механогенные месторождения и россыпи

Механогенные месторождения представляют собой континентальные и прибрежно-морские терригенные породы или являются их составляющими. По промышленной ценности они составляют ряд: россыпи, кварцевые пески и строительные материалы. Последние наиболее широко распространены и обычно сложены рыхлыми континентальными отложениями четвертичного возраста: элювиальные дресвяники, аллювиальные, флювиогляциальные, реже пролювиальные галечники, гравелиты и пески. Широко распространены субаэральные и полигенные алевриты и глины (супеси и суглинки). Ценным сырьем являются озерные глины, отличающиеся особой чистотой.

Мономинеральные кварцевые пески считаются ценным сырьем для производства оптического стекла и световодов, встречаются редко. Они являются конечным продуктом переотложенных кор глубокого химического выветривания и представляют собой русловые, дельтовые, пляжевые или пересыпные осадки мезокайнозойского возраста.



Россыпные месторождения

Россыпь - это скопление рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего зерна ценных минералов и образующееся при выносе и растворении жильных и породообразующих минералов. Полезные минералы россыпей включают: Au, Pt и платиноиды, U, Th, Y, TR, Sc, V, Zr, Ta, Nb, Ti, Sn, W, Be, Hg, Fe, Cr; драгоценные и поделочные камни; формовочные, стекольные и строительные пески, каолины.

Различают древние и современные россыпи. Древние россыпи часто сцементированы и имеют меньшее промышленное значение. Среди современных россыпей выделяют поверхностные, приповерхностные и погребенные под покровом четвертичных осадков.

По отношению к коренным источникам выделяют россыпи ближнего и дальнего сноса. Первые обычно располагаются не далее 15 км от источников питания. Россыпи дальнего сноса не имеют видимой связи с коренными источниками и формируются в результате неоднократного перемыва обломочного материала.

Важнейшими характеристиками россыпей являются их размеры, минеральный состав, содержание полезных компонентов, крупность обломочного материала и количество глинистых частиц, которые определяют их промывистость.

Согласно В. И. Смирнову среди россыпных месторождений выделяются следующие подклассы: 1) элювиальный; 2) делювиальный; 3) пролювиальный; 4) аллювиальный (различают косовый, русловой, долинный, дельтовый и террасовый подклассы); 5) литоральный (приливно-отливной зоны); 6) гляциальный; 7) эоловый.



Предпосылки образования россыпей

Для возникновения россыпного месторождения необходимо сочетание ряда благоприятных условий:

1) присутствие в области питания россыпеобразующих минералов;

2) предварительное концентрирование этих минералов;

3) интенсивное разрушение источников и глубокий эрозионный срез в областях денудации;

4) тектонические устойчивые разнонаправленные (вверх и вниз) движения крупных блоков земной коры;

5) наличие долгоживущих динамических ловушек полезных минералов.

Sand from Skeleton Beach in Namibia contains rounded and polished pink-and-red garnet. Image Copyright © 2008 Dr. Gary Greenberg, All Rights Reserved.



http://geology.com/articles/sand-grains.shtml
Россыпеобразующие минералы являются, как правило, высокоплотными и стойкими к растворению и истиранию. Они наиболее концентрируются в тяжелой фракции терригенных отложений. По плотности ценные минералы россыпей образуют следующий ряд: золото -15.0-19.0, платина - 14.0-19.0, торианит - 8.0-9.9, танталит - 6.3-8.2, колумбит - 5.2-8.0, касситерит - 6.8-7.1, шеелит - 5.9-6.2, бадделеит - 5.4-6.0, магнетит - 4.9-5.2, монацит - 5.0-5.5, ильменит - 4.7-4.8, циркон - 4.6-4.7, гранаты - 3.5-4.2, топаз - 3.6, алмаз - 3.5, берилл - 2.6-2.9, янтарь - 1.1. По составу ценных минералов россыпи бывают однокомпонентные (с одним ценным минералом) и комплексными (с несколькими полезными компонентами).

Небольшой самородок золота.



http://en.gtk.fi/export/sites/default/ExplorationFinland/images/luhta_nugget.jpg

Самородная платина. Длина частицы – 11 мм.



http://www.uraniumminerals.com/Notes/Glossary.htm

Касситеритовый «песок», Нигерия, Африка.



http://geology.com/minerals/cassiterite.shtml
Физические (стойкость и плотность) и гидравлические (размер и уплощенность) параметры россыпеобразующих минералов определяют дальность их переноса - предельное расстояние их транспортировки, при котором размеры зерен позволяют их промышленное извлечение. Этот показатель зависит также от особенностей среды и может меняться для одного и того же минерала.

Источниками минералов россыпей могут быть:

1) магматические породы, обогащенные акцессорными минералами (редкометальные граниты, карбонатиты и др);

2) эндогенные рудопроявления и месторождения (для формирования россыпных месторождений предпочтительно наличие множества небольших проявлений руды, чем одно крупное месторождение);

3) древние осадочные породы с повышенным содержанием полезных минералов;

4) древние россыпи.

Первые два источника называются коренными (источниками), последние два - промежуточными коллекторами.

Промежуточные коллекторы имеют большое значение для алмаза и золота, то есть современные россыпи часто образуются за счет древних.

Интенсивное разрушение коренных источников россыпей, как правило, связано с эпохами интенсивного выветривания и перерывов в осадконакоплении.

Длительность денудации и глубокий эрозионный срез областей источников россыпей необходимы для максимально большого поступления полезных минералов и образования крупных месторождений.

Россыпные районы располагаются в областях блоковой тектоники. Если в поднятом блоке имелись источники полезных компонентов, то в опущенных структурах вероятно образование россыпей. Быстрое опускание может обусловить формирование погребенных россыпей.

Для большинства россыпей главным фактором непосредственной концентрации полезных минералов является гидродинамический. Иными словами, россыпь возникает там, где вода перестает переносить частицы рудных минералов, но продолжает унос легких породообразующих "пустых" минералов.


Аллювиальные россыпи

С аллювиальными россыпями связаны значительные объемы добычи золота, платины, олова, вольфрама, алмазов и камнесамоцветного сырья.

Среди аллювиальных россыпей выделяют: долинные (в днище долины), русловые, косовые, террасовые (разных уровней), приустьевых частей притоков, водораздельные (связанные с отмершими участками долин).

Схема расположения россыпей различных типов в долине реки (по А. П. Бобричеву и др.). Террасовые россыпи: 1 - террасы 5, 2 - террасы 4, 3 - террасы 3, 4 - террасы 2, 5 - террасы 1. Долинные россыпи: 6 - пойменные, 7 - береговых отмелей, бечевников, 8 - шлейфовые размываемых террасовых останцов, 9 - косовые, 10 - собственно русловые



Россыпи: а) 1 - водораздельные; 2 – террасовые; 3 – русловые; 4 – пойменные, косовые; б) 2 - погребённые террасовые; 5 – погребённые долинные (русловые); 6 – висячие (разных типов).



Строение золотоносных россыпей: 1 - торфа; 2, 4 - пески; 3 - ложный плотик; 5, 6 - плотик.

В разрезе аллювиальных россыпей выделяют снизу вверх следующие элементы:

1) плотик, представляющий собой коренные породы, подстилающие промышленные пески;

2) пласт или пески, представленные валунно-галечным и песчаным материалом, содержащим промышленные концентрации полезного компонента.

3) торфа - "пустые", безрудные песчаные отложения;

4) почвенный слой.

Если в разрезе аллювия имеются два и более металлоносных пласта, тогда осадки, подстилающие второй снизу (и последующие) пласты, называются ложным плотиком. Строение плотика является важным показателем продуктивности россыпей. Чем он сложнее, тем контрастнее распределение полезных компонентов.

В целом аллювиальные россыпи слагают лентовидные тела, расходящиеся иногда веерообразно ниже по речной долине. Распределение полезного компонента внутри россыпи, как правило, неравномерное и струйчатое.

Косовые россыпи образуются в результате накопления мелких россыпных минералов в местах резкого снижения скоростей потоков вдоль выпуклых участков меандр и вблизи островов (нужен рисунок). Они могут располагаться намного ниже по долине, удаляясь от русловых россыпей. Их отличает: тонкозернистый состав; пластинчатая форма полезных минералов (золота и др.); приуроченность к верхним частям русловых отмелей; мелкие размеры; возобновляемость запасов (нередко - ежегодная).

Россыпи приустьевых потоков формируются в местах осложнения течения основной реки ее боковыми притоками. При этом ценные минералы могут поступать как из основного русла, так и из притока.

В верховьях долин встречаются т.н. ложковые россыпи. Они являются сложными делювиальными (склоново-пролювиальными или склоново-аллювиальными). Они содержат слабо переработанный водными потоками солифлюкционный и делювиальный материал. Для образования таких россыпей необходимо близкое присутствие богатых коренных источников. Как правило, ложковые россыпи трассируют (отмечают на поверхности) рудоконтролирующие разломы коренных рудоносных зон. Эти россыпи отличаются небольшими размерами, весьма неравномерным распределением полезных компонентов, присутствием самородков.


Схема размещения россыпей в поперечном сечении речной долины.



Элювиальные и делювиальные россыпи





http://www.amurgeo.ru/ris/Ris31.gif

Gold erodes from its natural lode and eventually

is washed into an active waterway.

http://www.goldgold.com/stories/placergeology.htm

Streambeds are composed of sediments which lie on top of bedrock.


The area just below where a streambed's slope lessens often contains a good-sized gold deposit.


A boulder at rest in a streambed during a large storm might trap gold wherever it slows down the water force.


Пролювиальные россыпи
Пролювиальные россыпи встречаются в предгорьях аридных (засушливых) областей и имеют небольшое промышленное значение. Они приурочены к отложениям блуждающих русел, расположенных в срединных зонах конусов выноса. В этих местах происходит резкое разветвление русловых вееров и скачкообразное уменьшение скорости водотоков.

Многие исследователи относят крупнейшее месторождение золота, платины, урана, алмазов и редких металлов Витватерсранд (ЮАР), локализованное в кварцевых конгломератах раннего протерозоя, к метаморфизованной пролювиальной россыпи.



Обзорная карта золотоносного бассейна Витватерсранд (ЮАР)

Ulrike Rantzsch & Christoph D. K. Gauert & Willem A. Van der Westhuizen & Isabelle Duhamel &

Michel Cuney & Gerhard J. Beukes: Mineral chemical study of U-bearing minerals from the Dominion Reefs, South Africa

Overview map of the Witwatersrand Basin with Dominion project location (after McCarthy 2006)




Условия залегания погребённых россыпей (Горная энциклопедия): a - в контурах современных долин под склоновыми отложениями; б - на водоразделах и склонах современных долин под вулканогенными образованиями; в - во впадинах под ледниковыми отложениями; г - под аллювием и морскими отложениями прибрежных равнин. 1?5 осадки: 1 - аллювиальные; 2 - морские; 3 - склоновые; 4 - ледниковые; 5 - вулканогенные; 6 - коренные породы; 7 - граница перекрытия; 8 - типы россыпей (цифры на рис.): I - древнего тальвега, II - террасовые, III - прибрежно-морские, IV - отторженцы аллювиальной россыпи в донной морене, V - водно-ледниковые.
Прибрежно-морские россыпи
В настоящее время прибрежно-морские россыпи являются важным источником ряда металлических и неметаллических полезных ископаемых (табл).
Таблица. Главные компоненты прибрежно-морских россыпей и основные районы их эксплуатации (по Е. А. Величко и др., 1990)


Минералы

Главные промышленные компоненты, области применения.

Основные районы добычи

Ильменит,

рутил


Ti

Австралия, Индия, Шри-Ланка, США (Флорида), ЮАР, Съерра-Леоне

Циркон

Zr, Hf

Австралия, Индия, Шри-ланка, США (Флорида), Мозамбик, ЮАР

Монацит

TR, Th

Индия, Бразилия, Австралия, США (Флорида)

Титаномагнетит, магнетит

Fe, Ti, V

Япония, Новая Зеландия, Филиппины, Индонезия

Золото

Au

США (Аляска), Канада (попутная добыча во многих странах)

Платина

Pt

США (Аляска)

Касситерит

Sn

Индонезия, Малайзия, Таиланд, Великобритания

Хромит

Cr

США (Орегон, Вашингтон); добыча незначительна

Алмаз

Ювелирное и промышленное сырье

Намибия, ЮАР

Гранаты

Абразивное, реже - ювелирное сырье

Индия, Шри-Ланка. Попутная добыча во многих странах (в том числе - в Европе)

Силлиманит

Огнеупорное сырье

Индия; попутно извлекается во многих странах

Янтарь

Ювелирно-поделочное, химическое сырье

Россия, страны Балтии (Балтийское море)

Наиболее известные плейстоцен-голоценовые титан-цирконовые россыпи восточного побережья Австралии прослеживаются на расстояние более 1000 км (шириной в несколько км) и находятся как над, так и под водой.

Источником многих россыпей (ильменита, рутила, титаномагнетита, циркона, монацита, гранатов и др) являются магматические и метаморфические горные породы, реже (для золота, касситерита, платины и алмазов) - близкие источники коренных руд.

Терригенный материал для таких россыпей может поступать в результате:

1) абразионно-волнового размыва коренных прибрежных пород;

2) абразионно-волнового размыва ледниковых отложений;

3) выноса реками.

Прибрежно-морские россыпи могут восстанавливаться после нескольких штормовых сезонов. Качество руды (особенно для ювелирных материалов) обычно высокое, что обусловлено длительной сортировкой материала и разрушением дефектных кристаллов и сростков с нерудными минералами.


Прочие типы россыпей
Россыпи других типов встречаются редко и не имеют значительного промышленного значения. Исключение составляют карстовые и озерные россыпи алмазов и других драгоценных камней, в которых встречаются скопления кристаллов высокого качества. Для карстовых россыпей характерно:

1) локализация в карстовых провалах и пещерах;

2) близкое присутствие источников россыпного материала;

3) пространственная и временная связь с корами глубокого химического выветривания;

4) расположение в основании карстовых отложений;

5) примесь хорошо сортированного песчано-щебеночного материала карбонатных пород, повышенная глинистость;

6) весьма неравномерное (гнездовое) с богатыми участками распределение полезных компонентов;

7) небольшие размеры (мощность - первые метры, длина и ширина - десятки метров).

Для эоловых россыпей характерны:

1) очень хорошая окатанность и отполированность песчаных зерен;

2) приуроченность полезных концентраций к основанию наветренных частей барханов и дюн (т.е. со стороны дующего ветра, уносящего легкие частицы);

3) линзовидно-полосчатый облик залежей, простирание которых перпендикулярно господствующему направлению ветра;

4) небольшие масштабы.

Делювиальные россыпи встречаются редко и обычно ассоциируют с элювиальными и пролювиальными. Для них характерны приуроченность к плохо отсортированным крупнообломочным отложениям нижних частей делювия.
Механизм образования россыпей
В водных потоках в местах осложнений и резких перепадов скоростей могут возникать обратные общему направлению вихревые течения и появляются гидродинамические тени. Такие условия возникают в местах:

1) резкого расширения потока;

2) наличия массивных тел в потоке (положительные нарушения поверхности дна);

3) отрицательные нарушения поверхности дна (ямы).

Именно в этих местах происходит максимальная дифференциация (разделение) обломочного материала и могут формироваться россыпи.

В реках такими ловушками могут быть:

1) стрежневые части плесов; места раздвоения и схождения русла возле острова;

2) участки, расположенные ниже впадения в основное русло боковых притоков;

3) валуны и выступы дна;

4) ребристый плотик;

5) ямы и впадины дна, котловины в основании водопадов;

Существуют три типа механизма переноса обломочных частиц - перекатыванием (волочением), скачками (сальтацией) и во взвеси. Чем плотнее частица, тем более вероятна ее миграция первым способом, т.е. волочением по дну. Учитывая малый размер рудных минералов, при этом они быстро проваливаются в основание рыхлого материала и практически перестают перемещаться. Поэтому наиболее богатые россыпи и возникают неподалеку от коренных источников. Образование же протяженных россыпей и россыпей, удаленных от коренных источников, происходит либо благодаря переносу очень тонких уплощенных частиц (косовые россыпи золота), либо благодаря переносу ценных плотных компонентов в виде срастаний с нерудными минералами. Соответственно, рудные минералы оседают при этом там, где освобождаются из сростков. Эта модель, разработанная Н. А. Шило и Н. Г. Бондаренко, хорошо объясняет постепенный рост содержания полезного компонента вблизи источника и плавное снижение концентрации по мере удаления от него уменьшением количества сростков с удалением от их источника.

Важно подчеркнуть, что при дифференциации материала действуют не просто размеры и плотность частиц, а учитывается так называемая гидравлическая крупность зерен. Гидрокрупность определяется скоростью свободного падения частицы в неподвижной (статической) жидкости. При длительной сортировке материала в идеальном случае происходит разделение частиц различных минералов по их гидравлической крупности. Для золота и платины гидрокрупность растет при уменьшении размера зерен. Это также объясняет слабую миграцию тяжелых минералов.

В образовании прибрежно-морских россыпей участвуют три типа движения воды:

1) взмучивающее движение волн;

2) вдольбереговое течение;

3) приливно-отливное движение воды.

Первый тип влияет на перемещение материала в волноприбойной зоне, способствует образованию валов, пляжей и сепарацию (разделение) частиц внутри намывных отложений. Здесь образуются промышленные концентрации ценных компонентов. Второй формирует протяженные бары и косы, и, вероятно, является главной причиной образования больших запасов россыпей. Приливно-отливные течения формируют подводные россыпи и доставляют новые порции песчаного материала в волноприбойную зону.



Образование прибрежных россыпей ильменита. a) Модель, поясняющая формирование прибрежно-морских россыпей. b) Ильменитовые россыпи в береговых отложениях острова Kiawah, США. Стрелкой показано направление в сторону моря.


В основе механизма эоловых концентраций тяжелых минералов лежат процессы выдувания легкой фракции и сальтации частиц. Крупные эоловые россыпи возникают из уже частично обогащенного полезными компонентами песка (например, в дюнах на прибрежно-морских россыпях).
Рудные формации россыпных месторождений
Выделяют девять типов рудных формаций россыпных месторождений.

1. Золота, представленные: а) современными аллювиальными россыпями бассейнов рек Лены, Колымы, Амура, Амазонки, Параны, Конго и др.; б) древними палеогеновыми (Урал, Сибирь) и мезозойскими (Урал) аллювиальными и карстовыми россыпями; в) прибрежно-морскими россыпями (россыпь Ном, Аляска).

2. Платины, включающие: а) современные аллювиальные россыпи с коренным источником (Кондерский и Инаглинский массивы); б) долинные и террасовые россыпи различного возраста (Урал); в) прибрежно-морские россыпи (Аляска).



Кондёрский массив. Хабаровский край, юго-восток Алданского щита. Россыпи платиноидов.


3. Алмазов: а) современные аллювиальные россыпи Бразилии, Венесуэлы, Якутии, Урала; б) прибрежно-морские россыпи Юго-Западной Африки (Берег Скелетов, Намибия); в) древние аллювиальные и карстовые россыпи Якутии.

4. Ильменит-рутил-циркон-монацитовая, включающая современные прибрежно-морские россыпи Индии, Шри-Ланки, Мадагаскара, Тайваня, Восточной Австралии, США (Флориды) и Бразилии.

5. Олова, включающая современные аллювиальные и прибрежно-морские россыпи стран Юго-Восточной Азии (Индонезии, Малайзии, Таиланда и др.), Китая и северо-востока России.

6. Магнетита и титаномагнетита прибрежно-морских россыпей Новой Зеландии (о. Северный), Японии, Сахалина и Курил.

7. Янтаря прибрежно-морских россыпей побережья Балтийского моря России, Германии, Польши, Латвии и Литвы.

8. Камнесамоцветная, представленная аллювиальными россыпями агатов, сердолика, горного хрусталя, изумрудов и др. в местах развития коренных пород, содержащих камнесамоцветное сырье.



9. Техногенные россыпи золота, платины и др. тяжелых минералов в шламах и хвостохранилищах горно-обогатительных комбинатов и в центральных отстойниках обогащения песчано-гравийных смесей (ПГС).



http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1181136&uri=pic%2f01.jpg


http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1181136&uri=pic%2f04.jpg

http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1181136&uri=pic%2f05.jpg

Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет