Промывка шлиховых проб

Промывка проб рыхлых пород является тонким искусством, требует большого навыка и высокой квалификации. От совершенства ее выполнения зависит правильность интерпретации полученных результатов и обоснованность прогнозной оценки территории поисков. Выход шлихов из проб рыхлых пород, комплекс минералов и содержание их в шлихах в значительной степени зависят от качества работы промывальщика, и уже на этой стадии шлиховых работ может быть получен недостоверный фактический материал с заложенными в нем ошибками. Поэтому к промывке шлихов следует допускать только специально инструктированных опытных промывальщиков, не доверяя эту ответственную операцию случайным лицам: неквалифицированный шлиховщик-промывальщик "упускает" шлихи или "перемывает" их и этим может свести на нет всю трудоемкую работу по опробование.
Проведенные Е.М. Захаровой опытные работы по анализу особенностей извлечения шлиха из пробы рыхлых пород при их лотковой промывке показали, что извлекаемость определенных минералов зависит как от субъективных причин, так и от минерального состава (рис. 1). Безусловно, одним из основных факторов являются уровень квалификации промы вальщика и индивидуальный стиль его работы. Выход шлиха из пробы повышается с ростом опыта и моральной ответственности промывальщика, сказываются также его личные особенности — уравновешенность, спокойствие либо эмоциональность, нервозность. Существенное значение имеет взаимосочетание морфологических и физических параметров минералов — формы и размеров зерен, габитуса кристаллов, плотности, твердости и механической устойчивости минералов.

Минералы, представленные в шлихах мелкими зернами, теряются при промывке чаще, так как относительная масса каждого зерна меньше. Зерна изометричного облика лучше удерживаются в лотке при промывке, а минералы призматические, удлиненные при неумелой промывке смываются с лотка. Наибольшие потери отмечаются в случае зерен пластинчатой морфологии. Повышение извлечения минералов в шлих в процессе промывки прямо пропорционально их плотности. Механически неустойчивые минералы в результате активного перемыва и перемещения пробы в лотке во время промывки подвергаются интенсивному абразивному воздействию, в результате чего их зерна истираются, раскалываются, диспергируются и легче вымываются из пробы.
Таким образом, потери шлиховых минералов при лотковой промывке избирательны; увеличение потерь свойственно преимущественно минералам относительно невысокой плотности, призматического или пластинчатого облика, зерна которых имеют небольшие размеры и обладают пониженной механической устойчивостью.
Для промывки шлиховых проб используются различные приспособления. При общих поисках маршрутного характера обычно применяют легко переносимые лотки или ковши; при поисково-оценочных работах и предварительной разведке, носящих более стационарный характер и требующих нередко обработки крупных по исходному объему проб, промывку часто ведут с помощью микрошлюзов, винтовых сепараторов, гидрошлюзов, бутар, вашгердов. Рассмотрим подробно лотковую промывку шлиховых проб как наиболее употребительную в практике шлиховых поисковых работ.
Известны различные типы лотков для промывки шлихов (рис. 2). Наиболее удобен в работе и чаще используется на практике лоток корейского типа. Он имеет две широкие наклонные плоскости, сходящиеся посередине, и две маленькие, наклоненные к широким (см. рис. 2, б). Размеры лотка следующие (в см): длина — 62, ширина в верхней части — 38, по дну — 32, высота — 10—12, толщина стенок у дна — 1,5; к концу рабочей плоскости стенки утончаются. В лоток таких размеров помещается около 0,01 м3 разрыхленной породы. Изготовление качественного лотка требует умения и навыка и доступно не каждому мастеру. Лоток должен быть цельнодолбленым. Предварительно заготавливают крупную плаху из липы, кедра, березы, тополя, осины. Ее тщательно высушивают, далее делают разметку и начинают выдалбливать лоток. На внутренней поверхности готового лотка в его центральной части для лучшего улавливания шлиха при промывке делают поперечные насечки и обжигают. Тонкий конец рабочей плоскости лотка иногда укрепляют с наружной стороны узкой полоской белой жести для предохранения от растрескивания при высыхании. С этой же целью лоток во время полевого сезона хранят в замоченном состоянии и не допускают его высыхания.

Лоток должен содержаться в чистоте и исправности; загрязнение его ведет к появлению тонких жировых пленок на внутренней рабочей поверхности, что сильно снижает извлечение из проб тяжелых минералов и обедняет шлихи полезными компонентами. Нельзя применять для промывки проб лотки, составленные за неимением материала, подходящего для изготовления цельнодолбленого лотка, из подогнанных друг к другу частей, а также с трещинами в дне и выбоинами на широких рабочих плоскостях.
В связи с дефицитностью материала для изготовления деревянных лотков делаются попытки использования современных материалов-заменителей, однако качественной замены долбленому деревянному лотку пока не предложено. В некоторых регионах (например, на Урале), а также в маловодных районах шлиховые пробы промываются в металлических деревенских ковшах или ковшах азиатского типа. Ковш малопроизводителен, но дает возможность вести промывку при незначительном объеме воды. В ковшах же выполняется и доводка шлихов.
Промывка шлиховых проб выполняется обычно в руслах рек с умеренной скоростью водотока. В условиях холодного климата промывку осуществляют в специальных чанах с подогретой водой. При сильной заболоченности и застойном характере водотоков пробы также промывают в чанах. В случаях труднопромывистых проб при малых размерах зерен полезных компонентов (например, в случае так называемого "плавучего" золота) с целью снижения потерь шлиха в условиях медленного тока воды либо используют прием перемыва "из лотка в лоток", либо собирают на брезент смытый из лотка при первичной промывке материал ("хвосты"), проводя его повторную или даже многократную промывку. Подобные приемы значительно повышают извлечение полезных компонентов из шлиховых проб и позволяют дать более точную количественную характеристику содержания тяжелой фракции.
Промывка шлиховой пробы в лотке корейского типа состоит из трех последовательных операций: пробуторки пробы, собственно промывки и доводки шлиха.
Пробуторка проб выполняется в специально отведенном для этого буторочном лотке — он более вместителен и сделан грубее. Проба засыпается в лоток доверху, погружается под воду и замачивается. Затем с помощью железного гребка (см. рис. 2, г) перемешивается; при этом легкие глинистые частицы взмучиваются и уносятся током воды, а более крупные и тяжелые остаются в лотке. Одновременно проводится ручная отборка галечного материала: крупнообломочный материал отмывается над лотком от приставших глинистых и песчаных частиц, внимательно просматривается с целью выявления признаков минерализации и при отсутствии таковых выбрасывается. При наличии обломков или гальки с признаками минерализации (обохривание, многочисленные пустоты выщелачивания, метасоматически преобразованные породы и т.д.) из этого материала отбирают пробы для дальнейших исследований — спектрального анализа, изготовления шлифов и др. Глинистая фракция отмучивается до тех пор, пока в лотке не останется однородная песчаная фракция, при перемешивании которой вода над лотком будет оставаться чистой, прозрачной.
Собственно промывка, т.е. отмывка песчаной фракции, выполняется в промывочном лотке (он несколько меньше по размерам и изготовлен с особой тщательностью). При промывке вначале проводят активное и разнонаправленное потряхивание пробы в лотке. При этом лоток с промываемой пробой держат за короткую сторону и слегка наклоняют от себя, опустив его противоположный конец под воду. Затем лотку придают возвратно-поступательные и одновременно колебательно-вращательные движения, что заставляет воду с пробой в лотке активно перемещаться. В результате происходит дифференциация зерен отдельных минералов по плотности: тяжелые минералы (магнетит, ильменит, амфиболы и т.п. скапливаются в углублении в центре лотка, а более легкие (кварц, полевые шпаты, карбонаты, слюды и др.) постепенно перемещаются к наружному краю лотка и смываются с него водой.
В эту стадию возникает опасность "упустить" шлих: при неумелой работе промывальщика зерна рудных минералов незаметно начинают сползать по дну лотка к его наружному краю и теряются вместе с песчаной фракцией. Во избежание таких потерь лоток время от времени приводят в горизонтальное положение, отбрасывают песчаную фракцию к его центру и зрительно проверяют, не попадает ли темный шлих к переднему краю лотка. После этого лоток полностью заполняют водой, пробу под водой перемешивают руками, несколько раз интенсивно утрясают, стремясь "усадить" шлих в центральное углубление лотка, а затем меняют рабочую плоскость лотка, поворачивая его другим концом к себе и вновь продолжают отмывку и сбрасывание песчаной фракции.
Промывку ведут подобным образом до тех пор, пока количество материала в лотке заметно не уменьшится (он будет заполнять лишь незначительную внутреннюю часть лотка), а при потряхивании пробы в лотке с водой у задней кромки промываемого материала не появится черная полоска, т.е. в центральном углублении лотка будет виден сам шлих.
Доводка шлиха является заключительной и весьма ответственной операцией, так как именно на этой стадии возможны наибольшие потери из шлиха полезных компонентов, обладающих относительно невысокой плотностью. Опытный промывальщик выполняет доводку наиболее осторожно, используя специальные легкие доводочные лотки или обычные деревенские ковши. Оставшийся в промывочном лотке концентрат материала шлиховой пробы переносят в емкость для доводки, тщательно смывая водой и неоднократно проверяя чистоту извлечения его из лотка.
При доводке шлиха в лотке его погружают одним концом под воду и качательно-круговыми движениями взмучивают в нем шлих, а затем, потряхивая, осторожно сгоняют к переднему краю рабочей плоскости лотка зерна легких минералов. Далее, осторожно зачерпнув воду задним концом лотка (т.е. взяв воду как бы от себя), сливают ее через передний край; при этом вода увлекает за собой легкие минералы. Эту операцию повторяют несколько раз, до получения в центральной части лотка однородного темного шлиха.
При доводке шлиха в ковше его почти полностью погружают в воду. Затем ковшу придается колебательно-вращательное движение и одновременно его, слегка наклоняя, погружают глубже в воду или приподнимают к поверхности. Зерна легких минералов взмучиваются и „переплывают" через края ковша, а тяжелых скапливаются на дне.
Правильное определение конца доводки шлиха является крайне важным моментом. Промывку поисковых шлиховых проб, как правило, ведут до получения "серого" шлиха, т.е. шлиха, в котором сознательно оставляется неотмытым незначительное количество легкой фракции. В этом случае в шлихе будут сохранены зерна полезных компонентов не очень большой плотности (например, минералы группы монацита — монацит, ксенотим, танталониобаты, титанаты и их типоморфные спутники);
Момент окончания доводки шлиха отчетливо устанавливается по переплыванию через края лотка или ковша ярко-красных зерен граната, бурых зерен сфена, которые хорошо различимы в мокром шлихе благодаря яркой окраске. Нельзя осуществлять доводку шлиха до его однородного черного состояния, так как при этом теряется основная масса зерен минералов-индикаторов оруденения (некоторые полезные компоненты и их типоморфные спутники), обладающих относительно невысокой плотностью. Подобные „черные" шлихи содержат главным образом ильменит, магнетит и другие малоинтересные в поисковом отношении минералы.
Доводку до "черного" шлиха можно выполнять только в случаях специализированных поисковых работ на определенную группу рудных минералов высокой плотности — золото, платину, иногда — касситерит, вольфрамит. Как правило, шлих лучше недомыть, т.е. оставить в нем небольшое количество зерен легких минералов (они легко могут быть удалены в лабораторных условиях), чем перемыть и при этом потерять важную поисковую информацию.
Высушивание шлихов производится различно в зависимости от обстоятельств. При массовом маршрутном шлиховом опробовании на стадии общих поисков полученные после промывки шлихи извлекают из лотка или ковша, аккуратно смывая водой в небольшие полотняные мешочки из плотной ткани или в капсюли из плотной бумаги типа "крафт" с надписанными на них номерами шлихов, а по окончании маршрута высушивают и вкладывают этикетки.
Высушивать шлихи лучше всего естественным путем на солнце. Иногда, при благоприятных обстоятельствах, шлихи просушивают непосредственно в промывочном лотке, установив его на солнце несколько наклонно для стока воды. В дождливую, сырую погоду шлихи смывают водой из лотка в железный совок и подсушивают легким прогревом на костре (при доводке шлиха в ковше просушку осуществляют в нем же). He следует при этом перегревать шлихи, так как некоторые минералы могут окислиться или растрескаться, что исказит интерпретацию результатов поисков.
Нормы шлихового опробования и отмывки шлихов зависят от масштабов и природных условий ведения поисков, промывистости материала, гранулометрического состава тяжелой фракции и полезного компонента в исходных породах. При общих поисках во время маршрута в условиях достаточно хорошей проходимости местности, легкости отбора проб (без проходки копушей и расчисток) и хорошей промывитости рыхлых пород за один рабочий день можно отобрать и промыть до 20 шлихов. В более сложных условиях работы эта норма снижается. В случаях сильноглинистых, труднопромывистых пород и мелких зерен полезных компонентов, требующих осторожной промывки, производительность работы промывальщика значительно падает.
При поисково-оценочных работах и на стадии предварительной разведки отобранные шлиховые пробы обычно транспортируют к месту промывки. Отбор проб проводится одновременно несколькими лицами как в маршрутных условиях по руслам или бортам рек, так и в поверхностных горных выработках, расчистках, буровых скважинах. В задачу промывальщика входит только отмывка шлиха и при этом выработка его заметно возрастает: за день работы может быть промыто до 30 шлихов, а при хорошо подготовленных условиях работы и более.
Промывка протолочных проб представляет определенные трудности. В дробленом материале протолочной пробы всегда присутствует значительное количество сростков минералов, образующихся за счет неполного раскрытия отдельных зерен при дроблении. Эти сростки, обладающие промежуточными плотностями по сравнению с плотностью слагающих их минералов, сильно искажают картину промывки и поведение минералов при этом. К тому же сказывается угловато-оскольчатая форма зерен, не свойственная обычным минералам. В связи с изложенным, промывку протолочных проб с целью извлечения из них концентрата тяжелых минералов (т.е. искусственного шлиха) с возможно меньшим количеством сростков целесообразно проводить не в промывочном лотке, а на винтовых сепараторах, микрошлюзах и малогабаритных концентрационных столах, которые дают более высокое и качественное извлечение тяжелой фракции из протолочной пробы.
В течение полевого сезона необходимо регулярно проверять качество работы промывальщиков и добиваться совершенствования их мастерства. Качество промывки контролируется путем сопоставления выхода шлиха, полученного разными промывальщиками из проб, отобранных в одном и том же месте и промытых в однотипных условиях. Полезной бывает промывка специальных проб с заранее введенными контрольными зернами какого-либо рудного минерала (часто — касситерита), что позволяет определить потери тяжелой фракции каждым промывальщиком в силу индивидуальных особенностей приемов его работы. Кроме того, руководителем шлиховых поисков выполняются контрольные промывки шлихов у разных промывальщиков. Контрольные промывки следует проводить на каждые 50—100 шлиховых проб. Таким образом, каждый геолог-поисковик должен в совершенстве владеть методикой лотковой промывки шлихов.