Механическое накопление минералов

11.07.2018
Минералы, химически устойчивые в условиях земной поверхности, не разлагаются в процессе выветривания. По мере того как окружающие породы растворяются и дезинтегрируются, устойчивые минералы остаются в почве или выносятся оттуда дождевыми потоками, реками, морскими волнами или ветром. Более легкие частицы вымываются и, следовательно, широко рассеиваются. Другие минералы легко раскалываются по плоскостям спайности или отдельности и становятся столь тонкозернистыми, что также рассеиваются. Однако тяжелые устойчивые минералы сохраняются в почве как остаточные образования или же сносятся в песчаные или галечные отложения речных потоков и морских пляжей. При последующем взмучивании этих отложений в руслах или на прибрежных пляжах тяжелые частицы опускаются на дно, а формирующаяся залежь еще более обогащается вследствие выноса легких и более хрупких безрудных минералов. Это явление должно привести к концентрации тяжелых, прочных и химически устойчивых минералов. Они могут накапливаться близ выходов разрушающихся пород в виде остаточных концентраций, вымываться водными потоками и накапливаться в песчаных барах или в промоинах и неровностях на дне протоков и, наконец, достигать крупных водных бассейнов, попадать под действие волн и отлагаться в прибрежных песках. Все подобные концентрации обломочного материала называются россыпями. Если крутизна склонов под скальными выходами или какие-либо иные условия способствуют перемещению устойчивых литералов, эти частицы постепенно спускаются по склону, пока не достигают дна долины. Здесь устойчивые минералы подхватываются проточными водами и уже переносятся быстрее. Происходит сортировка частиц по их удельному весу и форме зерен в соответствии со скоростью, или перепадом, водного потока и другими факторами. Минералы с благоприятными свойствами концентрируются за счет выноса более легких, хрупких частиц, которые раскалываются, разрушаются и уносятся в более глубоководные бассейны отложения.

Наибольшее значение среди россыпных минералов имеют самородные металлы — особенно золото и металлы платиновой группы, а также многие тяжелые инертные окислы и силикаты: монацит, циркон, касситерит, хромит, вольфрамит, рутил, магнетит, ильменит и многие драгоценные камни. Поскольку сульфиды легко раскалываются и разлагаются, они редко концентрируются в россыпях; однако в отдельных исключительных случаях некоторое количество относительно труднорастворимых сульфидов, например киновари в районе Нью-Альмаден, Калифорния, извлекается из россыпей, образовавшихся около коренного месторождения. Вероятно, одними из наиболее распространенных минералов россыпных месторождений являются магнетит и ильменит, однако их концентрации редко оказываются достаточно высокими, чтобы они могли представлять промышленный интерес. Некоторые крупнейшие в мире месторождения олова и алмазов также относятся к россыпным. Однако наибольшую ценность представляют россыпные месторождения золота. Состав россыпного золота зависит от характера первичного минерала и расстояния до коренного источника. Самородное золото обычно встречается с примесью серебра, реже меди и других металлов. Поскольку серебро и медь характеризуются более высокой растворимостью по сравнению с золотом, они селективно выщелачиваются. Отсюда ясно, что чем дальше от коренного источника находится золото, тем оно становится чище. Постоянное измельчение и истирание, которому подвергаются частицы золота при перемещении их речными потоками, приводит также к постепенному уменьшению размера этих частиц по мере удаления их от коренной залежи.

Россыпные месторождения формировались во все геологические периоды, но большая часть продуктивных россыпей относится к кайнозою. Как правило, размеры россыпных месторождений небольшие; они образуются на дневной поверхности, обычно выше местного базиса эрозии; отсюда следует, что очень многие россыпи в конечном счете уничтожаются в процессе эрозии. Сохраняются только те из них, которые ко времени действия эрозионных процессов оказываются перекрытыми. Древние россыпные месторождения нередко смяты в складки и метаморфизованы, поэтому, если они не содержат чрезвычайно ценных минералов или исключительно высоких концентраций полезных компонентов, то не могут конкурировать с неконсолидированными, непогребенными россыпями, главное достоинство которых заключается в легком извлечении полезного компонента.

Все-таки литифицированные россыпи или же россыпи, погребенные под более молодыми породами, разрабатываются во многих районах. Например, в горах Сьерра-Невады в Калифорнии и в штате Виктория в Австралии россыпные месторождения золота залегают глубоко под молодыми речными отложениями и лавовыми покровами. Лавы, заполнившие речные долины и перекрывшие россыпные месторождения Материнской жилы, сохранились как остаточные хребты, возвышающиеся над эродированной реками территорией. В результате древние рентные долины очень легко обнаружить, но вследствие спорадического характера распределения золота поиски богатых участков под лавовыми покровами затрудняются. Если бы россыпи были развиты равномерно вдоль речных русел, проблема глубинной разведки чрезвычайно упростилась бы; однако этого нет.

Помимо скоплений в виде богатых россыпей в промоинах и прочих неровностях на дне рек, россыпные минералы скапливаются на внутренней стороне речных меандр. Если меандры перемещаются вниз по течению, могут образоваться богатые струи (фиг. 17.9). Обнаружить богатые струи довольно просто в случае поверхностных месторождений, однако этого нельзя сказать о погребенных россыпях. Поэтому естественно, что большая часть россыпного золота Сьерры-Невады, перекрытого лавовыми покровами, остается пока ненайденной.