Россыпные месторождения
Россыпные месторождения относятся к числу древнейших типов полезных ископаемых, освоенных человечеством. Их образование связано с геологической работой кор выветривания, разрыхляющих горные породы и руды, содержащие ценные минералы, и эрозионно-денудационных процессов, перемещающих обломки пород и руд и создающих местами благоприятные условия для накопления ценных минералов.
Таким образом россыпь – экзогенное месторождение устойчивых на поверхности минералов, как правило, обладающих удельным весом выше, чем у породообразующих минералов. Наибольшее экономическое значение россыпи имеют для золота, платины, олова (в форме касситерита), алмазов, титана (в форме рутила, ильменита), циркония (в форме циркона), редких земель и тория (в форме монацита, ксенотима, ортита), некоторых ювелирных камней (рубина, сапфира, благородной шпинели). Меньшее распространение и значение имеют россыпи вольфрамита, шеелита, камнесамоцветного сырья (нефрит, горный хрусталь, аметист, минералы бериллия и др.), киновари. Россыпи золота, хотя и теряют постепенно свое экономическое значение в силу истощения рентабельных запасов, в совокупности дали до 50 % общероссийской добычи (не менее 5 тыс. т, в основном на Северо-Востоке и Дальнем Востоке страны). До сих пор суммарная добыча золота из россыпей Магаданской области, Якутии, Чукотки, Приамурья, Забайкалья, Иркутской области, Бурятии, Урала, Красноярского, Хабаровского и Приморского краев составляет до 30 % общей годовой добычи. За рубежом доля россыпей в общей золотодобыче не превышает 2 %. Россыпи золота разрабатываются в Монголии, Западной Африке, на Аляске. В свое время весьма богатые россыпи были отработаны в Восточной Австралии, Калифорнии, северо-западе Канады.
Россыпи платины несколько столетий разрабатываются на Среднем Урале (суммарная добыча порядка 400 т), Колумбии. В настоящее время эксплуатируются весьма богатые россыпи Корякии, Хабаровского края, на Алдане.
Крупнейшие россыпи алмазов известны на побережье Намибии, в Западной Африке, Якутии, Бразилии. Более мелкие россыпи известны в Индии, на Урале, Венесуэле, Канаде, острове Борнео. Россыпи рубинов, сапфиров, благородной шпинели разрабатываются на острове Цейлон, Бирме, Камбодже. В Саянах и Китае известны россыпи нефрита.
Добыча касситерита из россыпей, сосредоточенная на шельфе Малайзии и Индонезии, до недавнего времени составляла до 50 % мировой добычи. Касситерит добывают также из долинных и прибрежно-морских россыпей Якутии и Чукотки.
Крупнейшие современные россыпи циркона, ильменита, рутила, монацита известны на побережье Австралии, Бразилии, Индостанского полуострова. В России россыпи циркона, ильменита, рутила известны в меловых отложениях центральной части Русской платформы (тамбовская область и др.), в палеоген-неогеновых отложениях на юге Западной Сибири. Долинные россыпи монацита, совмещенные с золотыми, обнаружены в Магаданской области.
По генезису различают россыпи элювиальные, делювиальные, аллювиальные, озерные, флювиогляциальные, прибрежно-морские.
Элювиальные россыпи образуются в «голове» разрушаемых коренных источников – т.е. на месте их выхода на поверхность. На выровненных водоразделах, при нулевом или незначительном смещении выветрелых пород, образуется элювий – щебнистая, песчанистая или глинистая порода, залегающая непосредственно над своим коренным источником или в непосредственной близости от него. При интенсивном, глубоком преобразовании скальных пород атмосферным воздухом, водой, солнечным светом, микроорганизмами, корнями растений образуются коры выветривания – плащеообразные залежи рыхлых пород мощностью от нескольких метров до 300 м и более. Нередко коры выветривания обогащены устойчивыми минералами за счет разрушения, растворения и выщелачивания менее устойчивых. Таким образом, в них образуются экзогенные месторождения золота, редких земель и других металлов, а также драгоценных камней, устойчивых в приповерхностных условиях. Элювиальные россыпи, достигающие крупного масштаба, обычно присущи тропическим странам (Венесуэла, Бразилия, Африка).
Делювиальные россыпи образуются на склоне ниже коренного источника. В большинстве случаев, благодаря наклону рельефа, продукты выветривания смещаются вниз по склону под воздействием силы тяжести, потоков грунтовых и поверхностных вод, мерзлотных процессов. Таким образом формируются склоновые (делювиальные) отложения, обычно щебнисто-дресвяно-глинистого состава, несортированные по размерности обломков, широко распространенные на пологих склонах гор и возвышенностей. Иногда в них формируются делювиальные россыпи золота и других ценных минералов, но, как правило, содержания их невысоки. Медленная скорость миграции обломков пород в безводной или мало обводненной среде не способствует дифференциации рудных минералов – их отделению от безрудных минералов и накоплению до промышленной концентрации.
Значение делювиальных россыпей не велико, запасы как правило, незначительны, содержание полезных компонентов низкое из-за разубоживания их материалом пустых пород.
Наибольшее экономическое значение имеют аллювиальные и прибрежно-морские (пляжевые, шельфовые) россыпи.
Делювиальные отложения, попадая в область действия устойчивых водных потоков, подвергаются механической переработке в водной среде, образуя речные (аллювиальные) отложения. Интенсивность преобразования пород в долинах водотоков зависит от размера последних, крутизны наклона днища. В долинах горных рек и ручьев преобладают валунно-галечно-песчаные отложения, предгорных – галечно-песчаные, равнинных – песчано-глинистые. По мере выполаживания продольного профиля долин, удаления от источников сноса наряду с уменьшением размера обломков пород и руд растет степень их окатанности. В отличие от вышеописанных элювиальных и делювиальных отложений, аллювиальные толщи имеют четкое ритмично-слоистое строение – крупные обломки тяготеют к низам осадочных ритмов, а тонкозернистые осадки – к верхам.
Благодаря истиранию обломков жильных пород в аллювиальной толще, смещаемой водным потоком, происходит высвобождение из них золота и других ценных минералов. Благодаря высокому весу и малым размерам частицы ценных минералов проседают вниз, к основанию рыхлой толщи и верхам трещиноватых скальных пород, где накапливаются и образуют пласты промышленных аллювиальных россыпей. Легкие частицы безрудных минералов постепенно сносятся ниже по течению, еще более повышая концентрацию ценных частиц. Таким образом, долины водотоков работают, как природные обогатительные фабрики, накапливая полезные минералы, длительно поступающие из одного или нескольких (нередко удаленных друг от друга) коренных источников.
В поперечном профиле речных долин наблюдаются различные элементы их строения – поймы (наиболее низкие части, постоянно находящиеся в зоне действия водного потока) и террасы – выровненные площадки на склонах, отделенные от поймы и друг от друга ступенеобразными уступами. Происхождение террас обусловлено поднятием территории при непрекращающемся воздействии водных потоков. В пойменной части выделяется русло – наиболее углубленная часть долины, по которой протекает водный поток. В зависимости от скорости эрозии и её типа выделяются прямолинейные русла (преобладает глубинная эрозия) и извилистые (с преобладанием боковой эрозии). Для маршрутного шлихового опробования наиболее благоприятны речные косы на выпуклых изгибах русел (особенно их верхние по течению и приподнятые части), участки резкого расширения и ветвления долин, их коленообразные изломы, где более высока концентрация тяжелых минералов. Самым благоприятным участком для скопления тяжелых минералов являются обнажения трещиноватых скальных пород в русле реки (так называемые плотики), доступные для опробования. Вместе с тем опробованию должны подвергаться и отложения террас, и низовья боковых притоков (за пределами размыва ими аллювия главной реки).