ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ РОССЫПЕЙ

Понятие «россыпь»; состав и строение

Россыпями называются рыхлые или сцементированные отложения обломочного материала, содержащие скопления зерен полезных минералов. Россыпи возникают в процессе разрушения горных пород и переотложенния полезных минералов, устойчивых в экзогенных условиях.

В их строении различают три элемента, общих для различных типов россыпей:

• а) продуктивный пласт (пески);
• б) перекрывающие продуктивный пласт отложения, не содержащие полезное ископаемое в промышленных концентрациях (торфа);
• в) подстилающие продуктивный пласт породы (плотик россыпи).

Элементы строения выделяются не только по литологическому, но и по экономическому признаку и характеризуют россыпь как объект промышленной эксплуатации. В плане они имеют самые разнообразные формы (рис. 1).

Основная часть россыпи продуктивный пласт (пески). Это слой рыхлых отложений, а также трещиноватых коренных пород, в котором полезные компоненты содержатся в промышленных или близких к ним концентрациях.

Плотиком россыпи называется поверхность коренных пород, подстилающих рыхлые отложения. В случаях, когда верхняя разрушенная часть коренных пород содержит полезное ископаемое и входит в состав пласта, говорят о «почве», или «полотне», россыпи (имея в виду поверхность, ограничивающую снизу ее продуктивную часть). Почва, или полотно, россыпи может совпадать с поверхностью плотика. Иногда продуктивный пласт залегает не на коренном плотике, а подстилается рыхлы- ми породами, т. е. имеет ложный плотик.

Торфа россыпи состоят из одного или нескольких литологически, а иногда генетически разнородных слоев. Мощность их от долей до первых сотен метров. Чаще всего граница между продуктивным пластом и торфами литологически не выражена и устанавливается по данным опробования. Поэтому в торфах также содержатся полезные минералы, но в непромышленных концентрациях. При наличии в мощной рыхлой толще нескольких промышленных продуктивных пластов торфами для каждого из них являются рыхлые отложения, перекрывающие их.

Золото в россыпях встречается исключительно в самородном состоянии. Формы золотин различные (рис. 2): в виде изоморфной примеси содержат серебро – до 50%. Часто присутствуют медь, железо и в и другие элементы (в незначительном количестве). Содержание химически чистого золота и самородном составляет пробу золота, исчисляемую в весовых частях на 1000. В зависимости от содержании примесей выделяется высокопробное (проба 850 и выше), средней пробности (750 – 850) и низкопробное золото (500-750).

Золото мягкий и ковкий металл золотисто-жёлтого цвета твердостью 2,5-3.0. Удельный вес его от 12 до 19,3. Оттенки цвета зависят от количества и состава примеси.

В россыпях олова промышленно-ценным является касситерит или оловянный камень (ЅnO₂). По химической формуле в касситерите 78.62% олова, часто он включает незначительные примеси железа, марганца, вольфрама, тантала, ниобия, редко-земельных элементов, отчего содержание олова в природном касситерите находится в пределах 69-78%. Изоморфные примеси придают касситериту различную окраску. Он имеет цвет от темно-бурого до смоляно-черного, но иногда встречаются светло-окрашенные разности; бесцветный касситерит редок. Твердость 6-7, удельный вес 6,8-7,0; немагнитен; черные разности, обогащенные железом, обладают электромагнитными свойствами.

Крупность россыпного золота и олова колеблется от мельчайших частиц до самородков весом в десятки килограммов. Самородком принято считать частицы золота массой более одного грамма.

Фракции золота

Частицы по крупности, мм	Самородки по массе, г
Тонкие, мельче 0,15 Весьма мелкие, 0.15-0.5 Мелкие, 0,5-2 Средние, 2-4 Крупные, 4-8 Весьма крупные, более 8	Мелкие 1-10 Средние, 10-100 Крупные, 100-1000 Весьма крупные, 1000-10000 Уникальные, более 10000

Для россыпей золота и олова принято следующее разделение по выдержанности и степени распределения полезного компонента:

• А – хорошо выдержанные с равномерным распределением;
• Б – выдержанные с неравномерным распределением;
• В – невыдержанные с неравномерным распределением.

Генетическая классификация россыпей

На месте разрушения коренных источников возникают элювиальные россыпи. При смещении выветрелого и дезинтегрированного материала коренных источников по склону формируются россыпи делювиальные; накопление обломков горных пород у подножия склонов способствует образованию пролювиальных россыпей. При попадании обломочного материала и зерен полезного ископаемого во влияние водного потока возникают аллювиальные россыпи. Вдоль берегов морей размещаются прибрежно-морские.

Вследствие ледниковой деятельности могут образоваться ледниковые россыпи. Деятельностью человека созданы техногенные россыпи.

Элювиальные россыпи результат химического и физического выветривания коренного источника. Их контуры пример- но соответствуют площади распространения коренных источников.

Среди элювиальных россыпей выделяются карстовые и россыпи кор выветривания, последние подразделяются на россыпи древних кор химического и современных кор физического выветривания.

Россыпи коры химического выветривания образуются в условиях теплого и влажного климата, при котором происходит интенсивное химическое выветривание горных пород, богатых полевыми шпатами и темноцветными минералами. В районах, где эрозия протекает очень медленно, или на широких плоских водоразделах, представляющих собой пенепленизированные поверхности, горные породы, особенно крупнозернистые, могут быть по разломам подвержены процессам химического выветривания на большую глубину (десятки и сотни метров). При этом образуется рыхлая каолинитовая масса, в которой сохраняются стойкие к выветриванию минералы. Иногда их содержание может повышаться за счет выноса некоторой части глинистых минералов.

Россыпи современных кор физического выветривания возникают в условиях резко континентального субполярного климата со значительными сезонными и суточными колебаниями температур. Физическому выветриванию подвергается лишь поверхностный слой горных пород, в результате чего формируется маломощный (3-4 м) щебенчатый или крупноглыбовый элювий. Образованный над рудными телами элювий содержит свободные зерна золота, касситерита, концентрация которых чаще соответствует содержанию их в коренном источнике, но иногда за счет выноса разрушенной массы породы достигает промышленных значений. Эти россыпи характерны для районов с достаточно расчлененным рельефом и обычно являются молодыми образованиями, относящимися к позднечетвертичной эпохе.

Карстовые россыпи встречаются в области водоразделов и приурочены к известково-доломитовым толщам, в которых относительно легко протекают процессы карстования. Они образуются за счет выщелачивания карбонатных толщ, вмещающих рудные тела, и концентрации рудного минерала на дне карстовой полости или в отложениях, ее выполняющих. Россыпи в карстовых воронках чаще всего золотоносные, отличаются неравномерным распределением золота, но перспективны по содержанию и невелики по объему.

Делювиальные россыпи золота и олова возникают в горных районах при сползании вниз по склону продуктов разрушения коренных источников, элювиальных и аллювиальных террасовых россыпей. Под действием гравитации и плоскостного смыва образуются склоновые россыпи; в ложбинах стока, в воронкообразных вершинах ключей формируются деллевые россыпи. При разрушении и смещении по склону террасовых россыпей возникают террасоувальные россыпи.

Склоновые россыпи имеют вид плаща, расширяющегося книзу (к подножию). Золото и касситерит рассредоточены в несортированной массе рыхлых отложений или сконцентрированы в отдельных линзах, гнездах, пропластках. На крутых склонах у продуктивного пласта мощность не более 1 м, на пологих – 3-4 м.

Деллевые россыпи характеризуются грубой сортировкой мате риала; имеют в плане линейную форму, полезные минералы рассредоточены в толще рыхлых отложений, как правило, на всю их мощность.

Террасоувальные россыпи локализуются преимущественно в долинах высоких и средних порядков. Рыхлые отложения, содержащие полезные компоненты, состоят из обработанного склоновыми процессами аллювиального материала и делювия. Террасоувальные россыпи чаще имеют изометричную форму. При разрушении смежных террас разновысотных эрозионных уровней они могут сливаться в единый контур.

Делювиальные россыпи небольших размеров, не выдержаны, с неравномерным распределением полезных компонентов. Практическое значение они приобретают в экономически освоенных районах, где эксплуатируются россыпи других генетических типов, главным образом аллювиальные.

Пролювиальные россыпи формируются из массы рыхлых отложений у подножия склонов вследствие переработки их временными потоками.

Россыпи конусов выноса образуются в комплексе рыхлых отложений, накапливающихся у подножия склонов против устьев рытвин, деллей, распадков. Россыпи нескольких смежных кону- сов могут слиться в непрерывную полосу, окаймляющую подошву склона и называемую пролювиальным шлейфом. Пролювиальные отложения плохо сортированы, их мощность десятки метров. Золото, касситерит распределяются неравномерно по всему разрезу. Россыпи в плане веерообразной формы. В разрезе отложений может быть несколько металлоносных пропластков.

Пролювиальные россыпи разведывают и отрабатывают совместно с россыпями других типов.

Аллювиальные россыпи формируются не только в отложениях постоянных рек и ручьев, но и временных потоков, для которых характерна механическая дифференциация осадков, способствующая концентрации полезных минералов.

В сферу действия водного потока попадают частицы золота и касситерита разной крупности, различающиеся своим поведением в водном потоке. Крупные частицы полезных минералов концентрируются в основании аллювиальных горизонтов, мелкие локализуются в верхних частях аллювия и переносятся ниже по течению.

С эволюцией горных стран реки проходят несколько стадий развития, с каждой из которых связывается формирование определенных видов россыпей: ложковых, русловых, косовых, долинных, террасовых, водораздельных и карстово-эрозионных.

Ложковые россыпи формируются в долинах низких порядков, где аллювий представлен лишь русловой фацией (пойменная и старичная фации отсутствуют). Они тяготеют к коренным источникам, состав отложений галечно-щебнево-глинистый; для них характерны резкие колебания мощностей песков, слабая окатанность и неравномерное распределение золота (касситерита), струйчатые очертания россыпи в плане.

Русловые – аллювиальные россыпи, находящиеся в процессе преобразования. Они возникают там, где в сферу деятельности водотока, врезающегося в коренные или рыхлые породы, попадают коренные источники или ранее образовавшиеся россыпи, преимущественно аллювиальные. Характерны для молодых долин, находящихся в стадии врезания или лишь недавно ее закончивших.

Долинные россыпи – окончательно сформировавшиеся аллювиальные россыпи. В отличие от русловых они располагаются в зрелых речных долинах и формируются на всех стадиях развития рек; в конечную фазу стадии (глубинной эрозии) возникают инстративные россыпи; в стадию боковой эрозии долин – абразионные; в стадию динамического равновесия, при которой река перемывает верхние горизонты аллювия, появляются перстративные россыпи; в стадию накопления мощных толщ аллювия в долинах образуются констративные россыпи. Все они отличаются деталями строения, обусловленными различной динамикой процесса россыпеобразования.

Инстративные россыпи залегают в тальвеге долины на коренных породах. Если врезание реки произошло в толщу аллювиальных или других генетических типов рыхлых отложений и не достигло коренных пород, они залегают в инстративном аллювии на ложном плотике. Это струйчатые, ленточные, иногда линзовидные россыпи. Максимальные концентрации обычно в осевой части россыпи. Инстративные россыпи приурочены к долинам низких, средних и высоких порядков. Это часто встречающаяся разновидность долинных россыпей, имеющая большое практическое значение.

Абразионные россыпи формируются в стадию расширения днища долины за счет россыпей предыдущих эрозионных циклов в результате переотложения террасовых, россыпей притоков, а также склоновых. Они залегают на широких горизонтальных надтальвеговых ступенях коренного ложа долины и чаще всего наследуют форму и ориентировку россыпей, за счет которых образовались. Продольные, поперечные и диагональные возникают в результате переотложения в новую долину россыпей притоков древней долины и характеризуются неравномерным распределением полезных минералов. Часто встречаются в долинах средних и высоких порядков, где боковая эрозия получила широкое развитие. Большинство уникальных россыпей золота и олова сформировалось в фазу речной абразии.

Перстративные россыпи возникают при перемыве слабо металлоносных верхних горизонтов аллювия водотоком, блуждающим в стадию динамического равновесия по днищу долины. Они залегают на высоте 1-2 м над плотиком на субстративном абразионном аллювии, образовавшемся в начальный этап расширения днища долины. Часто совмещаются с инстративными или абразионными долинными россыпями.

Констративные россыпи формируются в процессе аккумуляции рыхлых отложений. При этом в рыхлых толщах могут накапливаться полезные минералы, принесенные водными потоками. Обычно не имеют промышленного значения. В случае врезания водотоков в констративные толщи, содержащие полезные минералы, возникают богатые инстративные россыпи. Косовые россыпи образуются подвижными в аллювиальной среде мелкими частицами золота и касситерита, накопившимися на речных косах и отмелях. Их формирование происходит за короткие промежутки времени. Известны случаи их возникновения за несколько лет.

Морфологически косовые россыпи представляют собой серии весьма маломощных (сантиметры) линз, разделенных столь же маломощными «пустыми» отложениями. Общая мощность золотоносного горизонта редко превышает 1 м, чаще составляя несколько десятков сантиметров. В плане повторяют очертания кос и отмелей, в верхних частях которых (по течению) они обычно возникают. Во многих районах служат объектами промышленной добычи.

Террасовой россыпью называется аллювиальная россыпь, плотик кото рой в стадию врезания реки оказался выше уровня воды в русле. Это долинная россыпь прежнего эрозионного цикла, и термин «террасовая» несет не генетический, а скорее морфологический смысл, обозначая положение россыпи в рельефе долины, где может быть несколько уровней террас, каждый из которых потенциально металлоносен. Эти россыпи имеют большое практическое значение.

Водораздельные россыпи это аллювиальные россыпи древних эрозионных циклов, залегающие на водораздельных пространствах и приуроченные к реликтам отмерших долин древней перераспределенной речной сети. Они встречаются в районах с сохранившимся древним рельефом и имеют небольшое практическое значение. Россыпи различного генезиса нередко связаны между собой переходными типами, вследствие чего выделяются делювиально-аллювиальные, элювиально-делювиальные и другие.

Карстово-эрозионные россыпи наблюдаются в рудных районах, сложенных известняками и доломитами, подверженных костеобразовательным процессам. Они приурочены к карстовым воронкам, колодцам, чашеобразным углублениям в коренном днище или на склонах долин, развивающихся при совместном проявлении процессов речной эрозии и образования карста. Обычно эти россыпи встречаются не самостоятельно, а в сочетании с какими-либо другими видами россыпей долинными, террасовыми, ложковыми и т. д. Они перекрыты аллювиальными отложениями и выделяются в процессе разведки и отработки россыпей.

Карстовые формы в россыпных районах имеют практическое значение, так как нередко повышенные концентрации полезных минералов бывают приурочены только к этим формам, а в отдельных карстовых углублениях содержания золота и касситерита достигают очень высоких значений.

Положение россыпей различных генетических типов в рельефе долины изображено на рис. 3.