Промышленные типы россыпей горного хрусталя

23.08.2019

Главным классификационным признаком промышленных типов россыпей горного хрусталя является их генетическая связь с начальными стадиями континентального литогенеза. Все они — исключительно россыпи ближнего сноса, концентрирующиеся непосредственно вблизи коренного источника и в верхних звеньях ложково-долинной сети, и генетически связаны с россыпной формацией пенеплена, на территории СНГ сохранившейся только в ископаемом состоянии. Известны элювиальные, склоновые (делювиальные, коллювиальные) и аллювиальные россыпи горного хрусталя, а также промежуточные по генезису их разности. Наибольшее промышленное значение имеют россыпи ложковые и элювиально-склоновые россыпи.

На территории CHГ промышленные элювиальные россыпи, ныне практически отработанные, были известны на Украине, в полях развития хрусталеносных пегматитов Волыни, в меньшей степени на Южном Урале.

Все промышленные россыпи данного типа характеризовались малыми размерами (площадь менее 500 км2), сложной изометричной (на пегматитах) или эллипсоидальной (на хрусталеносных кварцевых жилах и жильных зонах) формой в плане. Среди них встречаются как собственно элювиальные россыпи (слабоперемещенная кора выветривания), так и остаточные, или элювиально-перлювиальные, по Н.Н. Сенкевичу и Е.А. Киевленко), россыпи. Все они встречаются исключительно в условиях слабо расчлененного рельефа. Для таких россыпей характерны высокая концентрация кристаллов кварца, нередко образующих сплошной слой, особенно в остаточных корах выветривания, необработанность кристаллов и крайняя неравномерность их распределения, отражающая сложность такового в коренном источнике. Наиболее интересные в промышленном отношении россыпи данного типа (морионовые с топазом и бериллом), ныне практически выработанные, были связаны с камерными пегматитами Коростеньского среднепротерозойского гранитоидного плутона (Волынская группа). Детально описанные Л.П. Чернышковой, они залегали на глубине от 2 до 20 м в толще каолинсодержащих песчано-глинистых образований и отрабатывались как поверхностным способом, так и шурфами. Из рис. 124 видно, что это древние образования, залегающие в базальном горизонте осадочного платформенного чехла. Как уже отмечалось выше, они, как и ильменитовые россыпи Иршинского района и редкометаллькые россыпи Пержанского района, принадлежат к ископаемой формации (юрско) — мелового пенеплена Украинского щита.

Близкие по генезису и строению склоновые (делювиальные, коллювиальные) россыпи горного хрусталя известны и на Южном Урале, но, как правило, не имеют самостоятельного значения. В продуктивных склоновых образованиях неокатанные кристаллы и обломки горного хрусталя беспорядочно перемешаны с обломками кварца и других коренных пород. Вниз по склону от коренного источника содержание горного хрусталя в отложениях быстро убывает при одновременном расширении ореола распространения его обломков. Средние размеры таких россыпей колеблются от 25 до 50 м в длину и от 5 до 30 м в ширину.

Гораздо большее практическое значение имеют смешанные по происхождению россыпи, образованные за счет нескольких сближенных между собой коренных источников. Площадь таких россыпей может достигать 1.5-2 км2. Кристаллы горного хрусталя располагаются в суглинках и глинах с обломками жильного кварца. Нижняя и верхняя границы россыпи (продуктивный пласт) обычно выражены неясно, мощность пласта непостоянна, распределение горного хрусталя неравномерное, часто наблюдаются богатые скопления кристаллов в понижениях плотика. Некоторые кристаллы частично облагорожены за счет естественного откалывания трещиноватых дефектных участков.

Среди аллювиальных россыпей горного хрусталя отчетливо различаются: а) россыпи долин низкого (I и II) порядка, или ложковые россыпи; б) собственно аллювиальные россыпи более крупных долин.

Ложковые россыпи — главный промышленный тип россыпей пьезокварца и горного хрусталя, как за счет своих относительно больших масштабов, так и в силу своей выдержанности и высокого природного обогащения сырья. Они известны в различных хрусталеносных провинциях мира, но особенно широким развитием, крупными размерами и высокой продуктивностью таких россыпей славится Бразилия, где отмечаются сложные многопластовые россыпи, состоящие из нескольких продуктивных пластов, расположенных один над другим. В России они распространены почти исключительно на территории Южно-Уральской хрусталеносной провинции, где известны ложковые россыпи различной сложности строения.

Примером простых ложковых россыпей горного хрусталя могут служить россыпи района пос. Светлого на Южном Урала в бассейне р. Санарка, притока р. Уй. В геоморфологическом отношении — это область Зауральского пенеплена, неоднократно упоминавшегося выше. Коренные породы, питающие россыпи, представлены кварцево-слюдяными сланцами, вмещающими хрусталеносные кварцевые жилы и пегматиты. Развитая по ним мезозойская кора выветривания имеет мощность 10-30 м. Повсеместно распространенные кайнозойские отложения, залегающие на коре выветривания, имеют следующий разрез, наиболее полный в погребенных логах. Сверху вниз в них выделяются следующие слои,

1. Верхнечетвертичные покровные серо-бурые супеси и суглинки, мощностью до 2 м,

2. Среднечетвертичные бурые глины, мощностью до 10 м.

3. Нижнеплейстоценовые глины красно-бурого цвета, с редкими обломками кварца, с карбонатными стяжениями, марганцево-железистыми бобовинами и линзами песка, концентрирующимися чаще в основании толщи, мощностью до 8 м.

4. Плиоцен-эоплейстоцековые осадки (по другим данным, миоценовые) — красноцветная толща, по И.В. Ленных и К.В. Никифоровой, или кваркенская свита, по Н.Н. Яхимовичу, имеющие трехчленное строение. В основании толщи залегает супесчано-галечный горизонт мощностью до 1-2.4 м, который в верховьях логов представлен охристо-желтыми, красными и пестроцветными супесями и суглинками, а ниже по течению — серыми гравелистыми песками со значительным содержанием слабо окатанных обломков преимущественно кварца. Его перекрывают пестроцветные глины и суглинки мощностью до 4-14 м, преимущественно красные (пятнами белые), вязкие, плотные, с включением песчаных зерен и обломков кореных пород в нижней части разреза. Вверх по разрезу они могут сменяться темно-желтыми вязкими плотными глинами и суглинками с большим количеством марганцево-железистых бобовин, мощностью до 0.5-4 м, которые встречается лишь в осевой части некоторых логов.

Россыпи горного хрусталя приурочены к супесчано-галечному горизонту слоя 4, залегающего в днищах древних погребенных логов, обычно на глубине до 15 м. Лога образуют густую разветвленную сеть (рис. 125), в плане несколько отличную от современной; они характеризуются корытообразным профилем за счет довольно крутых (10-20°) бортов и широкого плоского днища шириной 20-400 м. Крупный класс, в котором сосредоточено сырье, представлен обломками размером от 2-3 см до 0,1-0.3 м а поперечнике, окатанность которых незначительно увеличивается вниз по течению. Крайне редки идеально окатанные гальки горного хрусталя, переотложенные из доплиоценовых осадков. Песчаная фракция образована кварцем и ставролитом в сопоставимых количествах, с примесью ильменита, дистена и других устойчивых минералов; преобладают угловатые и слабоокатанные зерна. Скопления горного хрусталя известны и в вышележащих пестроцветных глинах, однако они незначительны и не служат объектом отработки.

Наиболее крупная в этом районе Косаревская россыпь расположена в верховье одноименного лога и его притоков (см. рис. 125). Начинаясь в 0.2 км от его вершины, эта россыпь протягивается вниз по течению на 3.5 км при ширине промышленного контура 10-100 м. По простиранию она неоднократно прерывается, т.е. фактически состоит из нескольких элементарных россыпей протяженностью 0.2-0,7 км каждая. Мощность продуктового пласта уменьшается в направлении к низовьям от 1 до 0.4 м, возрастая до 1.5-2 м на против устьев боковых логов за счет поступления новых порций кристаллосырья (за исключением лога 6), На верхнем отрезке россыпи продуктивный пласт полностью совпадает с супесчано-галечным горизонтом, а в низовье он не превышает 20-30% его мощности последнего, что является следствием возрастающей сортированности осадков.

Средняя масса обломков россыпного хрусталя колеблется в пределах 0.1-1 кг. Наибольших значений она достигает на участках, расположенных чуть ниже боковых логов, где встречаются обломки массой до 7 кг и более. Вниз по течению элементарной россыпи масса и размер обломков уменьшаются (рис. 126), что отражает не столько дробление обломков, сколько их продольную дифференциацию по гидравлической крупности. Горный хрусталь в россыпи представлен обломками кристаллов с разным количеством сохранившихся граней и ребер. Друзы отсутствуют, редки и цельные кристаллы. Обломки неокатанные или слабо окатанные со слегка обтертыми ребрами и слабо замутненной поверхностью.

Основная масса кристаллосырья состоит из бесцветного горного хрусталя и раухтопаза. На участке длинной около 1 км между боковыми логами 4 и 6 в раухтопазе отмечается рутил, практически отсутствующий в кристаллосырье выше и ниже этого отрезка. Подобная локализация раухтопаза с рутилом объясняется близостью к этому участку коренного источника, а также малой транспортабельностью его крупных обломков. Распределение кристаллосырья (см. рис. 126,В) показывает, что рассматриваемая россыпь состоит из нескольких элементарных россыпей с однотипным распределением линейной продуктивности. Начиная от устья бокового лога, вниз по течению в каждой из них выделяются зоны; 1) нарастания линейной продуктивности длиной 50-100 м, 2) максимума длиной 50-100 м и 3) спада линейной продуктивности, растягивающаяся на 100-400 м.

Характерно, что при общем уменьшении продольного уклона вниз по течению лога имеют ступенчатый профиль. При этом обогащенные хрусталем участки отличаются заметным относительным увеличением уклона, что не согласуется с утверждением некоторых исследователей о концентрации обломков горного хрусталя только на участках выполаживания логов. Вероятно, основную роль в этом играет неравномерность размещения хрусталеносных кварцевых жил. Среди рыхлых пород коры выветривания эти участки труднее поддавались размыву и к тому же поставляли большое количество крупнообломочного материала, что и обусловило выработку здесь более крутого продольного профиля.

Обломки горного хрусталя в россыпи вкраплены в породу, отстоя друг от друга на десятки сантиметров-метры, в силу чего разведочные выработки, имеющие сечение около 2 м, He позволяют судить о характере размещения кристаллосырья с достаточной объективностью, Вместе с тем, при эксплуатации россыпей, т.е. при переработке больших масс продуктивных пород и большом объеме опробования, выясняется, что степень неоднородности распределения обломков горного хрусталя в плане для ограниченного участка не столь уж значительна (рис.127). Это относится и к распределению кристаллосырья и по вертикали — в разрезе эксплуатационной выработки не наблюдается преимущественной приуроченности кристаллосырья к подошве продуктивного пласта.

Менее равномерным является распределение моноблоков пьезокварца, ибо оно подчинено не только закономерностям распределения обломков кристаллосырья, но зависит также и от сильно меняющегося качества последнего. Несмотря на это, общий характер изменения содержания моноблоков в целом сходен с таковым для кристаллосырья.

В низовьях Косаревского лога продуктивный супесчано-галечный горизонт выходит на поверхность и замещается аллювием цокольной террасы р. Санарка. Характерны плавность выполаживания подошвы этих отложений и отсутствие прямой связи их с мезозойскими и палеогеновыми депрессиями.

Итак, рассматриваемая россыпь представляет собой ряд разобщенных элементарных россыпей, каждая из которых берет начало близ устья бокового лога. Именно здесь резко возрастают линейные запасы пьезокварца в моноблоках, содержание кристаллосырья, мощность продуктивного пласта и размер обломков горного хрусталя. Несомненно, часть кристаллосырья из этих логов поступала в Косаревскую россыпь, так как в каждом из них тоже имеется россыпь горного хрусталя. Однако привносом кристаллосырья только из боковых логов нельзя объяснить значительное нарастание содержаний горного хрусталя, которое наблюдается сразу же ниже устья боковых логов. Россыпи последних обладают небольшими запасами сырья, быстро выклиниваются и обычно не смыкаются с Косаревской россыпью. Очевидно, основная масса кристаллосырья в ней заимствована с участков коренного ложа Косаревского лога около устьев боковых притоков. Подобное предположение вполне правомерно, поскольку коренные месторождения горного хрусталя, как известно, приурочены к зонам разломов, а именно по ним обычно закладывается эрозионная сеть. В этом отношении особенно перспективны участки крутых поворотов логов и устья их притоков, так как они, по-видимому, отвечают узлам пересечения тектонических нарушений, характеризующимся наиболее благоприятными условиями для локализации коренных источников горного хрусталя. С этих позиций можно объяснить и резкое возрастание содержания кристаллосырья и обилие крупнообломочного материала на таких участках.

Примером более сложных по строению и истории формирования россыпей горного хрусталя могут служить россыпи района пос. Астафьевки, детально описанные Г.Н. Андрющенко, Ю.Н. Ануфриевым и В.Т. Ушаковским. Это позволяет ограничиться в основном констатацией их специфики и освещением прежде незамеченных особенностей.

Астафьевское россыпное поле расположено в бассейне р. Гумбейка, притока р.Урал, также в зоне Зауральского пенеплена. По сравнению с описанным Светлинским россыпным полем, оно отличается более сложным строением и большей продуктивностью. Для него характерны: а) широкое развитие и богатство коренных источников горного хрусталя; б) значительные мощности (до 150 м и более) мезозойской коры выветривания площадного и линейного типов и резкие изменения ее мощности на коротких расстояниях; в) присутствие до плиоценовых (до меловых включительно) рыхлых отложений; г) разнообразие состава обломков горных пород и тяжелой фракции шлихов в кайнозойских отложениях; д) сложность строения и формирования россыпей горного хрусталя.

Кроме описанных выше плиоцен-четвертичных отложений Светлинского россыпного поля, в окрестностях Астафьевки выделяются мел-палеогеновые и миоценовые отложения. Первые приурочены к карстовым котловинам на тектонических контактах карбонатных и силикатных пород. Особенностью котловин является значительная глубина (до 100 м) и расположение их днищ иногда на десятки метров ниже подошвы всех более молодых отложений, что не может быть объяснено с позиции классических взглядов на формирование карста. Котловины выполнены белыми, красными, желтыми и серыми глинистыми песками, алевролитами, каолиновыми глинами и черно-бурыми лигнитами, т.е. отложениями преимущественно озерно-болотного происхождения.

Миоценовые отложения представлены светлыми песками и галечниками, сменяющимися вверх по разрезу вишнево-красными, белыми и желтыми глинами и суглинками. Они встречены в карстовых и просадочных (на участках развития мощной коры выветривания некарбонатных пород) котловинах под более молодыми отложениями на различных элементах современного рельефа. Нижние горизонты этих образований являются остатками размытых отложений древней эрозионной сети, план которой не соответствует таковому последующих этапов ее развития. Подошва отложений в котловинах иногда располагается гипсометрически ниже тальвегов современной гидросети на 20 м.

С миоценовыми галечниками связаны россыпь Глубокая и восточная часть россыпи Бортовой, располагающиеся на глубине до 20-25 м. Продуктивный пласт повторяет неровности рельефа подстилающих пород коры выветривания, иногда имея наклон до 10° и более к центру котловины («косые пласты»). Местами наблюдается «протыкание» песчано-галечных отложений блоками из рыхлых пород коры выветривания поперечником порядка 1-3 м.

Наличие котловин, не связанных с карстом, определяет весьма сложный продольный профиль подошвы отдельных россыпей. Эти котловины имеют эрозионное происхождение, о чем свидетельствует присутствие в приуроченных к ним россыпях хорошо окатанной гальки горного хрусталя. Однако крупные размеры котловин, характер заполняющих их отложений и расположение (нередко в самых верховьях логов и даже на седловинах) заставляют искать и другие причины их возникновения. Обращает на себя внимание приуроченность таких котловин к участкам повышенной мощности коры выветривания и резкого ее изменения. Наклоны слоев, явления протыкания, аномальная глубина котловин — все это признаки экзогенных деформаций, обусловленных, очевидно, неравномерным проседанием и уплотнением пород коры выветривания.

Практическая значимость миоценовых россыпей невелика в силу их плохой сохранности, а также сложности выявления новых объектов.

Наиболее распространенные и богатые плиоценовые россыпи Астафьевского россыпного поля по своему строению сходны с одновозрастными россыпями Светлинского россыпного поля. Вместе с тем имеются и отличия, в частности касающиеся характера обломков горного хрусталя, обусловленным его износом, более значительным, нежели в россыпях Астафьевского поля. По окатанности кристаллов и обломков горного хрусталя эти россыпи заметно отличаются друг от друга. Так, в россыпи Мокрого лога кристаллосырье состоит преимущественно из слабо окатанных или почти совсем неокатанных кристаллов и обломков с чистой зеркальной и стекловидной поверхностью («свежее» кристаллосырье). В россыпях «34-ая» и «Дальняя», напротив, основная масса кристаллосырья представлена заметно (1 и 2 балла по шкале А.В. Хабакова), а иногда и совершенно окатанными (3 и 4 балла) гальками. В отличие от «свежих», эти «древние» гальки имеют охристо-желтый цвет из-за гидроокислов железа, проникших в приповерхностные трещины. Их облик свидетельствует о том, что они поступали из промежуточного коллектора, т.е. россыпи имеют комбинированные источники питания.

Характерно, что несмотря на значительный износ обломков горного хрусталя, максимальное удаление их от коренных источников не превышает 1-2 км, хотя считается, что для достижения столь хорошей окатанности кварца В водотоке необходим его перенос на десятки километров. Предполагается, что данное несоответствие может быть следствием сочетания разных факторов при формировании промежуточного коллектора: 1) обработка обломков а волноприбойной зоне при ничтожном результирующем продольном переносе; 2) кардинальная перестройка эрозионной сети; 3) избирательное истирание остающихся на месте более крупных обломков перемещаемыми наносами.

Важную информацию о механизме обработки кристаллов и обломков горного хрусталя несет характер их поверхности. По нарастанию степени механических преобразований поверхность кристаллов и обломков горного хрусталя меняет свой характер в следующей последовательности: а) зеркальная и первично матовая на совершенно необработанных гранях кристалла; б) стекловидная на свежих сколах; в) матовая тонкошероховатая на слабо обработанных гранях и поверхностях сколов; г) шероховатая на сильно обработанных гранях кристаллов к поверхностях обломков.

Поверхность вида (в) и (г) может осложняться своеобразной псевдобуторчатой скульптурой, созданной единичными особенно сильными соударениями. Обычно наблюдается совмещение на одном обломке двух смежных типов поверхности. В первичных россыпях превалирует матовый и зеркальный тип поверхности, во вторичных, сформированных за счет промежуточных коллекторов — шероховатый. Кристаллам и обломкам горного хрусталя, встречающимся в верхнеплейстоценовых покровных эоловых суглинках, свойственна специфическая «матированная» поверхность, равномерно облекающая как выступы, так и выемки обломка. Такой тип поверхности образовался в результате ветровой обработки в засушливой перигляциальной обстановке, отвечавшей эпохе оледенения.

Изложенное свидетельствует, что россыпи района пос. Астафьевки являются разновозрастными, сложными и разными по строению и истории формирования.

Собственно аллювиальные россыпи горного хрусталя долин третьего И более высокого порядка крайне редки. Они образуются лишь при обилии и значительном богатстве коренных источников и известны в немногих местах: в Бразилии (штаты Минас-Жерайс и Эспириту-Санту), в Китае (провинция Гуандун) и на Мадагаскаре. Горный хрусталь в них представлен хорошо окатанными гальками разной величины и формы, а в россыпях Бразилии иногда отмечаются крупные прекрасно окатанные эллипсоидальные гальки горного хрусталя, по сходству облика получившие название «страусовых яиц». В России и других странах СНГ такие месторождения неизвестны. Вместе с тем, горный хрусталь может представлять объект попутной добычи из некоторых других аллювиальных россыпей, например золотоносных (на Среднем Урале). Мировые примеры показывают возможность его попутного получения также из алмазоносных (Северо-Восток Бразилии) и оловянных (Тасмания) аллювиальных россыпей.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна