Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

I. Месторождения группы выветривания

Название группы соответствует названию процесса преобразования выходящих на земную поверхность горных пород под действием различных экзогенных факторов.

Региональное геологическое положение. Месторождения залегают в коре выветривания или в палеоводоносных горизонтах.

Строение рудных районов.

Кора выветривания, концентрации остаточных продуктов

современные ископаемые

       
   
 


Залежь инфильтрующихся продуктов коры выветривания

Осадочный

чехол

 
 
Субстрат

 

 


Классификация месторождений выветривания.

1. Класс остаточный – месторождения, образовавшиеся на месте залегания коренных горных пород при концентрации остаточных продуктов выветривания.

2. Класс инфильтрационный – месторождения, образовавшиеся при концентрации продуктов выноса из коры выветривания.

 

Класс 1. Остаточные месторождения выветривания

 

Тела полезных ископаемых

1) залегают непосредственно в корах выветривания;

2) по морфологии бывают

- площадные

- линейные,

- комбинированные.

Состав полезных ископаемых и самих кор выветривания определяется в основном двумя факторами: интенсивностью процесса выветривания и составом коренных пород (субстрата), подвергающихся выветриванию. Интенсивность выветривания определяется в первую очередь климатом. В зависимости от интенсивности выветривания выделяются коры различного состава или профиля. Профиль коры выветривания характеризует наличие в вертикальном разрезе кор зон с различной степенью преобразования коренных пород. В полном профиле коры выветривания, характерного для условий жаркого влажного климата снизу вверх выделяются четыре зоны: обломочная, гидрослюдистая, каолинитовая и латеритная. В зависимости от того, какая зона находится в верхней части коры различают четыре профиля: обломочный, гидрослюдистый, каолинитовый и латеритный.

Классификация остаточных месторождений. Пользуясь понятиями профиля и зональности коры выветривания и учитывая, что они отражают интенсивность процесса выветривания, класс остаточных месторождений подразделяется на подклассы, которые в зависимости от состава субстрата, подвергающегося выветриванию, подразделяются на ряды (табл.).

Месторождения обломочного профиля характерны для неразвитой коры и могут быть распространены в различных климатических условиях. Для них характерно развитие одной обломочной зоны, возникающей в основном за счет физического выветривания. В зависимости от состава субстрата это могут быть месторождения глин в коре выветривания аргиллитов, песков - в коре песчаников, известняковой муки - в коре известняков.

При более интенсивном выветривании в условиях умеренного влажного и боле теплого климата формируются коры гидрослюдистого профиля, содержащие наряду с обломочной гидрослюдистую зону, возникшую в основном в результате гидратации гидратации минералов. Коры выветривания этого профиля являются главным источником вермикулита и в меньшей степени монтмориллонита. Вермикулитовые месторождения залегают в коре выветривания флогопит или биотит содержащих пород. Характерным примером является Ковдорское месторождение вермикулита, расположенное на Кольском полуострове в коре выветривания Ковдорского флогопитового месторождения, где в коре выветривания отмечается постепенный переход от флогопитовых пород через зону дезинтеграции к гидрофлогопитовым и вермикулитовым. Монтмориллонитовые месторождения коры выветривания обычно характеризуются малыми размерами и образуются в корах выветривания пород различного состава: ультраосновных, кислых эффузивов и карбонатно-глинистых.

Месторождения и коры выветривания каолинитового (глинистого) профиля образуются в еще более благоприятных для выветривания влажных субтропических условиях. В их разрезе наряду с охарактеризованными выше зонами появляется третья - каолинитовая. Само название профиля говорит о том, что он содержит месторождения каолинов и кирпичных глин, образующихся в корах выветривания алюмосиликатных магматических и метаморфических горных пород. В качестве примера можно указать месторождения каолинов и глин, распространенные в коре выветривания гранито-гнейсов Украинского кристаллического щита.

Наибольщее разнообразие месторождений связано с корами выветривания латеритного профиля, образующимися в условиях жаркого влажного тропического климата. Современные месторождения распространены в приэкваториальной климатической зоне, а ископаемые - могут встречаться в регионах существования соответствующего палеоклимата. Вертикальный разрез кор характеризуется обычно четырехчленным строением с присутствием верхней латеритной зоны, называемой в зарубежной литературе кирасой и состоящей из гидроксидов железа, марганца или алюминия. Рассмотрим состав латеритных кор выветривания и месторождений в зависимости от состава коренных горных пород.

Самые мощные и продуктивные в отношении полезных ископаемых коры выветривания характерны для ультраосновных магматических пород. В их разрезе снизу вверх обычно выделяются следующие зоны: в основании разреза залегают слабо измененные серпентиниты с линзами магнезита, выше располагается зона полуразложенного серпентинита с гарниеритом мощностью 5 - 25 м, далее идет глинистая зона мощностью 4 - 12 м, сложенная никельсодержащим нонтронитом, в верхней части которой присутствует асболан, завершает разрез зона охр мощностью около 6 м, состоящая из бурых железняков, обогащенных марганцем, кобальтом, никелем и хромом. С такими корами выветривания связаны месторождения силикатных никелевых руд, природнолегированных бурых железняков и магнезита.

Коры выветривания основных магматических пород - базальтов и габбро, характеризуются наличием в основании полуразложенных коренных пород, сменяющихся бокситовой и бурожелезняковой зонами. Здесь главными полезными ископаемыми являются бокситы и бурые железняки.

Для кор выветривания гранитоидов и глинистых сланцев характерны нижняя каолинитовая и верхняя бокситовая зоны.

При выветривании горных пород или коренных месторождений, содержащих устойчивые к выветриванию минералы, может происходить концентрация ценных минералов в элювии с образованием так называемых элювиальных россыпей. Это могут быть россыпи драгоценных камней, золота, алмазов, касситерита. Они могут возникнуть в различных климатических условиях в результате разрушения и выноса неполезных минералов. Размеры таких россыпей в плане соответствуют размеру выходов пород, содержащих ценные минералы, а по вертикали - мощности коры выветривания.

Таким образом, состав полезных ископаемых кор выветривания определяется в значительной степени составом коренных пород и содержанием элементов, которые могут накапливаться в корах выветривания, образуя труднорастворимые соединения. В качестве дополнительного подтверждения этого тезиса можно привести месторождения марганцевых шляп, сосстоящих из псиломелана, залегающие в корах выветривания марганецсодержащих карбонатных или силикатных пород, богатых железных руд - в корах выветривания железистых кварцитов, гипсовых шляп с боратами - в крах выветривания соляных куполов (табл.).

Генезис остаточных месторождений выветривания. Образование кор выветривания можно рассматривать как низкотемпертаурный метасоматоз (Летников, 19), приводящий к постепенному замещению первичных пород продуктами выветривания. При этом концентрация полезных ископаемых и образование месторождений происходит на геохимических барьерах. Рассмотрим физико-химические условия, существующие в современных корах выветривания. Верхняя часть коры или зона аэрации характеризуется циркуляцией грунтовых вод, насыщенных кислородом, просачивающиеся вниз воды постепенно теряют кислород, идущий на реакции окисления и ниже уровня грунтовых вод в застойных условиях среда может стать бескислородной. Таким образом, при движении сверху вниз среда постепенно меняется с окислительной на восстановительную. Концентрация водородных ионов, характеризующая щелочно-кислотные условия среды, меняется аналогичным образом. В верхней части коры выветривания среда является кислой в основном за счет гумусовых кислот, вырабатывемых растениями. С глубиной при наличии в породах щелочных и щелочноземельных металлов среда нейтрализуется и сменяется на щелочную. В верхних горизонтах коры окислительная среда играет роль геохимического барьера для Fe, Mn, Al, Co, которые здесь в виде гидроксидов образуют промышленные концентрации. Вместе с тем кислая среда в верхней части коры способствует выносу в нижние горизонты Ni и Mg. В нижних частях коры роль геохимического барьера выполняет щелочная среда. На щелочном геохимическом барьере концентрируются Ni, Mg, Ca. В то же время из нижних горизонтов коры выносятся кремний, подвижный в щелочной среде, и железо, подвижное в восстановительной безсероводородной среде. Таким образом, в рудообразовании основную роль играют окислительный и щелочной геохимические барьеры.

В формировании элювиальных россыпей концентрация минералов происходит на поверхности выветривающихся пород путем постепенного погружения ценных минералов в толще рыхлых образований на барьере, названном А.М.Кропачевым (1983) плотиковым.

 

Таблица.

Классификация месторождений остаточного класса группы выветривания

 

Подкласс Ряд Примеры формаций по- лезных ископаемых Примеры месторождений
Обло- Апотерри- Песков строительных  
мо- генный Глин кирпичных  
чный Апокарбо- Известнняковой муки  
  натный Доломитовой муки  
Гидро- слю- Апофлого-питовый Вермикулитовая Ковдорское
ди- стый Апогранит-ный Монтмориллонитовых глин  
Глини- Апогра- Глин кирпичных  
стый нитный Глин каолиновых  
  Лате-   Апоги- Природнолегированных бурых железняков Орско-Халиловские
    перба- зито- Силикатных никелевых руд Бурыктальское, остров Новая Каледония
рит- вый Магнезитовая  
    Опал-халцедоновая  
  Апобази- Бурожелезняковая  
ный товый Гиббситовых бокситов Индия
  Апоалюмосиликатный Гиббситовых бокситов Гвинея
Элювиаль-ных рос-   Горного хрусталя  
сыпей   Алмазная  

 

 

Класс 2. Инфильтрационные месторождения выветривания

 

Название класса связано с названием процесса. Инфильтрация - это просачивание поверхностных вод в толщу осадков или горных пород. Такие воды могут содержать различные компоненты, концентрация которых на геохимических барьерах может привести к образованию месторождений полезных ископаемых.

Тела полезных ископаемых залегают среди проницаемых для грунтовых вод осадочных отложений и горных пород. Форма тел бывает различной: линзовидной, серповидной, лентовидной. Типичной считается серповидная форма залежей.

Состав полезных ископаемых определяется, во-первых, составом выветривающихся горных пород, поставляющих вещества для образования месторождений, и, во-вторых, характером геохимического барьера (средой концентрации), на котором происходит минералообразование.

Классификация инфильтрационных месторождений основана на характере среды, в которой происходит концентрация полезных компонентов, т.е. на характере геохимического барьера. Выделяются пять подклассов, связанных с пятью барьерами: щелочным, восстановительным, температурно-барическим, криогенным и фильтрационным. Однако название подклассов дается по наиболее устоявшимся и общепринятым названиям (табл.).

 

Таблица.

Классификация месторождений инфильтрационного подкласса

группы выветривания

 

Подкласс Примеры формаций полезных ископаемых Примеры месторождений
Контактово-карстовый (щелочно-барьерный) Контактовых силикатных никелевых руд Уфалейское на Урале
Ролловый Селен-урановая  
(восстановительно- Уран-ванадий-медная  
барьерный) Самородной серы Шор-Су в Узбекистане
  Волконскоитовая Ефимятское в Предуралье
Калькретовый (термо- Известковых туфов  
барическо-барьерный) Урансодержащих туфов  
Криогенный Углеводородных газогидратов  
Атмосферноводный Пресных грунтовых вод  

Месторождения контактово-карстового подкласса залегают на контакте породы, являющейся источником полезных компонентов и породы, создающей щелочной геохимический барьер, в качестве последней обычно выступают карбонатные породы. Поскольку карбонатные породы достаточно хорошо карстуются, то в зоне контакта возникают карстовые пустоты, заполненные глиной. Наиболее типичными и практически важными в этом подклассе являются месторождения силикатных никелевых руд, залегающие в виде линз и шляп на карбонатных породах, которые контактируют с телами серпентинизированных гипербазитов. Контактовые месторождения силикатных никелевых руд характерны для региона Среднего Урала. Образование контактово-карстовых месторождений объясняется следующим образом. Как уже было описано выше, в верхних горизонтах коры выветривания ультраосновных пород преобладает кислая среда, благоприятствующая миграции никеля. При наличии потока грунтовых вод, направленного в сторону карбонатных пород, никель выносится из коры выветривания гипербазитов и накапливается на карбонатных породах в зоне контакта в виде силикатных минералов. Такие условия создаются в умеренном гумидном климате.

Название роллового подкласса связано с возможностью залежей полезных ископаемых перемещаться (катиться) по мере изменения положения геохимического барьера. Ролловые месторождения располагаются в современных или ископаемых горизонтах подземных вод. Залежи полезных ископаемых имеют серповидную или лизовидную форму, образуют псевдоморфозы по растительным остаткам, стволам деревьев. Наиболее важными полезными ископаемыми являются урановые руды, в которых уран обычно в виде урановой черни ассоциирует с медью, ванадием или селеном. Весьма редкими являются месторождения природного зеленого хромсодержащего пигмента - волконскоита, месторождения которого разведаны среди верхнепермских отложений Предуралья на территории Пермской области Образование ролловых месторождений связано со сменой насыщенной кислородом зоны аэрации при движении грунтовых вод зоной застойных вод с восстановительной реакцией среды. Такие концентрации характерны для химических элементов, образующих в окислительной обстановке растворимые соединения и меняющих свою валентность при переходе в восстановительные условия с образованием трудно растворимых соединений. Это такие элементы как уран, ванадий, медь, хром. Например, уран в окислительных условиях приобретает свою максимальную валентность +6 и образует комплексный двухвалентный катион - уранил (U+6O2)+2, который дает легко растворимые соединения с сульфат- и карбонат-ионами. В зоне застойных вод в восстановительных условиях уран восстанавливается до четырехвалентного и образует с кислородом труднорастворимый оксид: U+4O2. Чаще всего ролловые месторождения образуются в условиях жаркого аридного климата.

Калькретовые месторождения чаще всего представляют собой лизо- и пластообразные отложения карбоната, чаще кальцита, в местах выхода подземных вод на поверхность. Это пористые ноздреватые образования, иногда образующие псевдоморфозы по наземным растительным остаткам. Их еще называют известковыми туфами. Они используются в основном в сельском хозяйстве для известкования почв, но иногда, например в Африке в них может концентрироваться уран. Месторождения образуются в условиях влажного климата при наличии водоисточников. Процесс минералообразования связан с уменьшением растворимости углекислого газа с увеличением температуры воды. В подземных водах температура низкая, около 4оС, и растворимость углекислоты и находящегося с ней в равновесии карбоната кальция достаточно высокая. При выходе на земную поверхность в летнее время года температура воды повышается, парциальное давление углекислоты уменьшается и раствор становится пересыщенным в отношении карбоната кальция, который выпадает в осадок, образуя известковые туфы.

Криогенный подкласс можно рассматривать как представитель месторождений будущего. Он объединяет скопления газогидратов - твердых соединений углеводородов с водой переменного состава. Залегают газогидраты над нефтяными и газовыми месторождениями в зоне многолетней мерзлоты, где образуют весьма крупные скопления. Образование их связано с низкотемпературным криогенным геохимическим барьером, приводящим к образованию газогидратов.

Атмосферно-водный подкласс объединяет скопления пресных грунтовых вод, возникающие в результате просачивания атмосферных вод сквозь толщу осадков и концентрации на фильтрационном геохимическом барьере - водоупоре. В подкласс включаются верховодка и грунтовые воды, широко используемые в качестве питьевых вод.

Таким образом, для формирования инфильтрационных месторождений группы выветривания, во-первых, необходим источник вещества, которым могут быть выветривающиеся горные породы, грунтовые воды, нефтегазовые и газовые залежи; во-вторых, необходимо, чтобы это вещество могло мигрировать в зоне гипергенеза в составе растворов; и, наконец в третьих, необходим геохимический барьер, на котором происходит концентрация вещества и образование месторождений полезных ископаемых.

ЛЕКЦИЯ 15

 

Месторождения осадочной группы

 

Осадочная группа объединяет месторождения, образовавшиеся осадочным путем. Они залегают среди осадочных горных пород чехла древних и молодых платформ, а также среди осадочных пород фанерозойских складчатых областей. Состав полезных ископаемых зависит от формационной принадлежности и фациальных условий образования окружающих осадочных горных пород, что в свою очередь отражает общность условий образования месторождений и окружающих их горных пород.

Общие условия образования осадочных горных пород и месторождений, генетическая классификация месторождений. Вопросы образования осадочных горных пород рассмотрены Н.М.Страховым в его монографии “Основы теории литогенеза” (1963). В формировании осадочных горных пород им выделяются три стадии, каждая из которых разделяется на этапы. Первая стадия получила название седиментогенез, вторая - диагенез, третья - катагенез. Первый этап стадии седиментогенеза протекает на суше, где процессы выветривания разрушают горные породы и подготавливают исходный материал для последующего осадконакопления. Этот этап назван этапом мобилизации вещества. Мобилизованное в процессе выветривания вещество переносится по континенту в основном поверхностными водами и тем самым вступает во второй этап - этап переноса вещества. При этом вещество может перемещаться в виде обломков различного размера механическим путем и в составе водных растворов, которые могут быть истинными и коллоидными. В процессе перемещения материала, а также в конечных водоемах поверхностного стока происходит осаждение вещества, наступает этап осадконакопления. Осадконакопление осуществляется в основном тремя способами: механическим, химическим и биохимическим. В соответствии со способами осадконакопления группа осадочных месторождений подразделяется на три класса: класс месторождений механических осадков, класс месторождений химических осадков и класс месторождений биохимических осадков. Однако сам процесс литогенеза на этом не заканчивается, заканчивается стадия седиментогенеза, на смену которой приходит стадия диагенеза - преобразования погружающегося вниз под действием тектонических процессов и перекрывающегося все более увеличивающимися вышележащими толщами осадка. В результате диагенеза первичный рыхлый осадок превращается в консолидированную осадочную горную породу, дальнейшее ее погружение в область повышенных температур и давлений приводит к дальнейшему преобразованию осадочной горной породы уже на стадии катагенеза. Процессом катагенеза заканчивается прогрессивная часть цикла литогенеза по А.М.Кропачеву (1983) и в случае инверсии тектонических движений в сторону поднятия территории начинается регрессивная часть цикла, состоящая из двух стадий, стадии раннего гипергенеза и стадии позднего гипергенеза. Ранний гипергенез происходит при попадании осадочной горной породы из термодинамических условий катагенеза в условия пониженных температур и давлений в зону распространения восстановительных подземных вод замедленного движения. Цикл завершается стадией позднего гипергенеза - выветривания. В соответствии со стадиями цикла литогенеза, приводящими к преобразованию первичных концентраций полезных компонентов и к образованию новых полезных ископаемых все месторождения подразделяются на ряды, среди которых выделяются седиментогенетический, диагенетический, катагенетический и раннего гипергенеза.

 

Месторождения класса механических осадков

 

Месторождения класса образуются в результате механической дифференциации обломочного материала в процессе переноса и осадконакопления на земной поверхности. В зависимости от степени дифференциации переносимого материала и наличия ценных полезных минералов в нем месторождения класса механических осадков подразделяются на два подкласса: 1) месторождения обломочных горных пород и осадков, 2) россыпные месторождения минералов.

 

Месторождения подкласса обломочных горных пород и осадков

 

Первый подкласс включает месторождения сырья, широко используемого в производстве строительных материалов. Седиментогенетический ряд месторождений подкласса представлен современными делювиальными, аллювиальными, озерными, прибрежно-морскими терригенными осадками, пригодными для использования.

Делювиальные месторождения располагаются на склонах долин и представлены линзообразными залежами, возникшими в результате сползания материала по склону. Среди делювиальных отложений чаще всего используются глины, служащие сырьем для кирпичного и керамического производства. Состав таких глин зависит от состава субстрата и профиля коры выветривания. Важным требованием является содержание определенного количества глинистых частиц размером менее 0,01 мм.

Аллювиальные месторождения размещаются среди отложений русла и террас. Для них характерна форма залегания в виде лент и линз, вытянутых по длине реки. Состав полезных ископаемых определяется фацией аллювия, в составе которой они формировались. Для русловой фации характерны залежи гравийных (размер обломков 70 - 5 мм) и песчано-гравийных материалов, для пойменной - песка (размер обломков 5 - 0,05 мм) и глин.

Озерные месторождения характеризуются уплощенной линзовидной формой залежей песка и глин. Для прибрежно-морских характерна пластовая форма залежей, состав которых может меняться от гравийно-галечного до песчаного в зависимости от приближения к берегу моря.

Седименто-диагенетический ряд месторождений представлен аналогичными по происхождению и строению залежами аргиллитов, песчаников и конгломератов.

Месторождения обломочных отложений являются важным сырьевым источником для производства строительных материалов. Являясь составной частью обломочных отложений и горных пород, они выделяются как участки этих образований, отвечающие требованиям кондиций, их границы часто не совпадают с геологическими границами. Образование месторождений связано с формированием обломочных отложений и определяется процессами механической дифференциации вещества.

 

Подкласс россыпных месторождений минералов

 

Среди россыпных месторождений в основном разрабатываются месторождения седиментогенетического ряда, хотя иногда в разработку вовлекаются месторождения и седименто-диагенетического ряда. По условиям образования россыпи могут быть эоловыми, делювиальными, пролювиальными, аллювиальными, прибрежно-морскими. Ниже рассматриваются делювиальные, аллювиальные и прибрежно-морские россыпи, имеющие наибольшее практическое значение.

Делювиальные россыпи

Делювиальные россыпи, как и вообще делювиальные отложения, формируются на склонах и встречаются обычно в горных и предгорных районах с небольшой мощностью чехла рыхлых отложений. Особенностью расположения россыпей является наличие в коренных породах источника ценных минералов, устойчивых к выветриванию и обладающих повышенной плотностью. Сама россыпь может протягиваться вниз по склону на несколько десятков метров, ширина ее определяется шириной выхода источника ценных минералов. По мере удаления от источника вниз по склону россыпь может сужаться и разделяться на струи. При этом концентрация минералов уменьшается. Состав делювиальных россыпей определяется составом источника. При концентрации в них таких минералов как горный хрусталь, сапфиры, рубины они могут иметь самостоятельное значение, а в случае концентрации алмазов, золота, платины, касситерита они разрабатываются либо вместе с коренным источником, либо вместе с близлежащей аллювиальной и элювиальной россыпями. Если коренной источник представлен сплошными богатыми рудами, то при их разрушении образуются валунчатые россыпи. Россыпи валунов хромшпинелидов разрабатываются на Сарановском месторождении на западном склоне Среднего Урала, валунчатые россыпи титаномагнетитовых руд известны в Качканарском рудном поле на восточном склоне Среднего Урала Образование делювиальных россыпей связано с дифференцированным движением обломочного материала вниз по склону, когда более плотные ценные минералы отстают в своем движении от основной массы обломков.

Аллювиальные россыпи

Аллювиальные россыпи, являясь составной частью аллювиальных отложений, располагаются в долинах современных или древних рек. Они отличаются от обычного аллювия промышленными концентрациями устойчивых к выветриванию минералов, обладающих повышенной плотностью. Среди них преобладают самородные минералы золота, платины, алмаз, оксидные минералы: касситерит, вольфрамит, сапфиры, рубины. Основной промышленный интерес представляют современные россыпи. Образование россыпей связано с эрозионной деятельностью рек, в которой Ю.А.Билибин (1955) выделял три стадии. Первая ранняя или юная стадия характеризуется горными условиями рельефа, преобладанием глубинной эрозии и, следовательно, выноса обломочного материала. Условия этой стадии неблагоприятны для образования россыпей. Вторая средняя или зрелая стадия эрозионного цикла реки характеризуется предгорными условиями, когда на смену глубинной эрозии приходит боковая, и река начинает сортировать свои отложения, меандрируя по долине. Очевидно, что именно на этой стадии создаются наиболее благоприятные условия для образования россыпей. Далее уже в равнинной части река переходит в третью позднюю или дряхлую стадию цикла, когда эрозионная активность ее уменьшается и условия для формирования россыпей становятся мало благоприятными.

По условиям образования различают русловую и пойменную фации аллювия, отложения русловой фации характеризуются более грубообломочным гравийно-галечным составом по сравнению с песчано-глинистыми отложениями пойменной фации. Россыпи находятся в отложениях русловой фации аллювия. По месту расположения в долине реки россыпи имеют свои названия. Россыпь, находящаяся непосредственно в современном русле реки, называется русловая россыпь. Россыпь, расположенная в пойме реки, где она может быть перекрыта пойменными отложениями, называется долинная россыпь. Наконец, россыпи, расположенные в террасах, называются террасовые россыпи. Некоторые исследователи в пределах русловых выделяют косовые россыпи, приуроченные к прирусловым отмелям и имеющие небольшие размеры.

Для аллювиальных россыпей характерна лентовидная форма залегания. Мощность их обычно измеряется первыми единицами, ширина - первыми десятками, а длина первыми тысячами метров. В целом размеры россыпей определяются размерами россыпеобразующей реки. В вертикальном разрезе россыпи различаются следующие части. Поверхность, на которой лежит россыпь, т.е. отложения русловой фации, содержащие ценные минералы, называется термином плотик. Причем плотик может быть коренной или ложный. Коренной плотик представлен коренными горными породами. Наиболее благоприятным для концентрации ценных минералов является коренной ребристый плотик, в котором горные породы имеют падение, направленное в сторону течения реки, и создают тем самым гигантскую природную щетку-концентратор. Менее благоприятны для накопления минералов волнистый и ровный плотик. Ложный плотик характерен для многоэтажных россыпей, когда плотиком является аллювий обычно пойменной фации. На плотике может лежать слой “пески” - перемытого и неперемытого рекой элювия, который перекрывается “речниками” - слоем грубообломочного валунно-галечного руслового аллювия. Оба слоя содержат промышленные концентрации полезных минералов. Этот продуктивный горизонт, представленный обычно русловой фацией аллювия, получил название пласт. Продуктивный горизонт перекрывается более мелкообломочными пойменными гравийно-песчаными, песчаными и глинистыми отложениями, получившими название торфа. В случае террасовой россыпи торфа может перекрываться почвенно-растительным слоем, а в случае многоэтажной россыпи она может выступать в качестве ложного плотика.

Состав полезных ископаемых аллювиальных россыпей определяется в основном наличием в коренных породах долины россыпеобразующей реки источника материала. Причем это может быть коренное месторождение, как, например, аллювиальная россыпь золота над коренным Березовским гидротермальным месторождением золота на Среднем Урале, или рассеянная концентрация минералов в коренных породах. Вторым фактором, влияющим в основном на размеры россыпей, является климат, который в свою очередь определяет интенсивность процесса выветривания и тем самым на мобилизацию материала для формирования россыпей. Таким образом, состав россыпей определяется минерагенической спецификой коренных пород региона. Так для алмазоносных районов Якутии и Западного Урала характерны аллювиальные россыпи алмазов, для золотоносных районов Сибири и Урала - золотоносные россыпи, для платиноносных гипербазитов Восточного Урала и Камчатки - платиноносные россыпи, для оловоносных районов востока и юго-востока Азии - россыпи касситерита и т.п.

Образование аллювиальных россыпей осуществляется в процессе движения водного потока реки на плотиковом и г идродинамическом барьерах. Первый связан с гравитационным проседанием наиболее плотных минералов и накоплением на плотике. Второй связан с изменением динамики речного потока. По поводу механизма концентрации ценных минералов в россыпях существуют несколько представлений. Первый механизм был предложен Ю.А.Билибиным в 1938 г. - механизм активного слоя. Согласно его представлениям движение частиц в реке осуществляется в придонной части в составе активного слоя - пульпы, движение частиц в которой осуществляется дифференцированно. Наибольшую скорость перемещения при одних и тех же гидродинамических условиях приобретают частицы мелкие и легкие, а наибольшую - крупные и мелкие тяжелые. При определенных условиях скорость течения воды может быть такой, что перемещаться будут преимущественно легкие частицы, а крупные (валуны, галька) и мелкие тяжелые (ценные минералы) будут оставаться малоподвижными. В результате будет формироваться продуктивный слой песков.

Другой механизм - механизм сальтации был предложен М.А.Великановым в 1955 г. Согласно этому механизму дифференциация частиц осуществляется на поверхности осадка, когда частица отрывается от него, “подскакивает” и переносится на определенное расстояние. При этом опять же на большее расстояние будут переноситься частицы мелкие и легкие, а крупные и мелкие тяжелые - на меньшее. Механизмы формирования россыпей многообразны, все они могут принимать участие в их образовании. Важно, что россыпи образуются не на всем протяжении реки, а только при определенном гидродинамическом режиме, изменяющемся как в зависимости от сезона, так и в пространстве при переходе от плесов к перекатам.

Прибрежно-морские россыпи

Современные россыпи располагаются по побережьям морей и океанов в зоне прилива, а в закрытых морях - в зоне прибоя. Ископаемые россыпи залегают в терригенных формациях шельфа континентальных окраин.

Тела полезных ископаемых имеют форму узких вытянутых вдоль побережья линз мощностью 0,5 - 1 м, длиной в десятки метров, шириной 5 - 10м. Эти линзы образуют участки вдоль побережий, вытягивающиеся на десятки и сотни километров. Россыпи протягиваются вдоль пологих берегов с выработанным эрозионным профилем равновесия, находясь на пляже или под урезом воды. Они отличаются мелкозернистым песчаным составом отложений и концентрацией ценных минералов на поверхности осадка. В вертикальном разрезе продуктивной линзы выделяется до десятка рудных прослоев, обогащенных ценными минералами.

Состав прибрежно-морских россыпей определяется двумя факторами: во-первых, климатом, во-вторых, наличием источника материала на континенте. Климат, влияя на интенсивность выветривания, определяет состав минералов тяжелой фракции, которые могут накапливаться в прибрежной зоне. Так, холодный климат северных и южных широт предопределяет устойчивость в процессе выветривания магнетита, который преобладая над всеми минералами, концентрируется в россыпях этой зоны. Примером могут служить россыпи Российского побережья Азии, побережья Японии. В тропической зоне, где магнетит разрушается, устойчивыми к выветриванию остаются ильменит, рутил, циркон, монацит. Россыпи этих минералов характерны для побережий Индии, Восточной Австралии. Промежуточное положение между магнетитовой и монацит-циркон-рутил-ильменитовой зонами занимает ильменитовая зона. Такие россыпи, состав которых определяется климатической зональностью, получили название зональных. На их фоне встречаются азональные россыпи, состав которых определяется наличием источника ценных минералов на континенте. Наглядными примерами таких россыпей является россыпи золота и платины у побережья Аляски, алмазов у западного побережья Африки, касситерита у побережья Юго-Восточной Азии, хромшпинелидов у западного побережья США, янтаря у побережья Балтийского моря.

Образование россыпей происходит на гидродинамическом барьере, связанном с различной кинетической энергией набегающей и уходящей волны. Набегающая волна благодаря большой энергии выносит на берег все минералы, какие может принести - и легкие и тяжелые. Уходящая же волна уносит преимущественно легкие минералы, а тяжелые ценные минералы остаются на поверхности осадка. Многократное действие такого механизма приводит к формированию прибрежно-морских россыпей.

Таким образом, природные экзогенные геологические процессы формирования делювиальных, аллювиальных и прибрежно-морских отложений работают как обогатительные фабрики, накапливая на гидродинамических барьерах ценные минералы и формируя их промышленные концентрации, которые в случае соответствия определенным требованиям становятся месторождениями полезных ископаемых.

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Вулканогенно-осадочные | 
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 2104; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.069 сек.