Практикум по геологии полезных ископаемых icon

Практикум по геологии полезных ископаемых

Смотрите также:
Минералого-геохимические особенности и условия формирования ископаемых углей Республики...
Методические указания к выполнению курсового проекта (работы) для студентов очного и заочного...
Дистанционные методы поисков и разведки...
Геологии и разведки полезных ископаемых...
Инструкция по заполнению формы n 70-тп отчет об извлечении полезных ископаемых при добыче (утв...
Программа по курсу «математика» для специальности (ей) 130404 «Подземная разработка...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 25. 00. 09 Геохимия...
Программа дисциплины по кафедре «Строительные и дорожные машины» Обогащение полезных ископаемых...
Рабочая программа дисциплины мерзлотоведение направление ооп 130100 Геология и разведка полезных...
Докладчику предоставляется возможность пользоваться мультимедийным проектором...
Программа учебной дисциплины «Опробование твердых полезных ископаемых» (c б. 27)...
Методика поисков и разведки месторождений полезных ископаемых...



страницы: 1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
вернуться в начало
скачать

^ АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ РОССЫПИ


Речные или аллювиальные россыпи – важнейшие и наиболее распространенные – в основной своей части связаны с современной гидросетью.

Современные аллювиальные россыпи разрабатываются наиболее интенсивно. Учитывая, что в исторический промежуток времени они практически не возобновляются, количество и значение их быстро убывает.

Поэтому весьма актуальна задача выявления и изучения более древних сложных, в том числе погребенных, аллювиальных россыпей, свя­занных с палеодолинами и грабенообразными долинами.

В вертикальном разрезе аллювиальных россыпей выделяется ряд слоев (рис. 68):

1. «Плотик» – коренные породы, залегающие в основании россыпи. Состав пород плотика, наличие в нем неровностей, связанных с переслаиванием пород разной крепости и с разными элементами залегания, определяют степень ровности поверхности плотика. Углубления в плотике имеют большое значение для задержания и накапливания ценного россыпного материала (рис. 69).

2. «Пласт» – слои, залегающие в основании россыпи и содержащие ценные минералы, пласт обычно делится на два слоя. Нижний слой, залегающий на плотике и слагаемый в основном песчанистым материалом, называется «песками». Этот слой обычно является основным продуктивным – наиболее обогащенным ценными минералами – слоем россыпи. Верхний слой пласта называется «речники». Он также иногда содержит ценные минералы и слагается в основном галечниками и песками. Мощность продуктивного слоя – «пласта» обычно составляет около 0,5–1,0 м, до 2–3 м и редко больше.





^ Рис. 68. Схема строения сложной аллювиальной россыпи (разрез):

1 – коренной плотик; 2–3 – «пласт» (2 – пески I, 3— речники I); 4 – «торфа» I; 5 – ложный плотик; 6 – пески II; 7 – торфа II; 8 – почвы; 9 – делювий


3. «Торфа» – песчано-глинистый слой, не содержащий ценных минералов, залегающий выше пласта. Название связано с первыми в России уральскими россыпями, где этот слой действительно в основном слагался торфяниками. Мощность этого слоя бывает разной, иногда значительной и достигает 10 м и более.

4. Почвенно-растительный слой – самый верхний.





Рис. 69. Щеточные россыпи. Задержка ценных минералов в зависимости от ровности плотика и элементов залегания слагающих его пород (встречное и попутное к течению

падение сланцев)


Два последних пустых слоя, которые перекрывают продуктивный пласт россыпи, при их значительной мощности часто бывает выгодно предварительно убрать, вскрывая при этом промьшленный пласт («вскрыша»). Это делается при раздельной отработке россыпи. Когда мощность их не велика, их разрабатывают совместно с продуктивным пластом россыпи, несмотря на то, что их наличие снижает среднее содержание полезных минералов в промываемой массе – разубоживает россыпь.

Такое строение имеют простые россыпи, образованные в один цикл накопления наносов и заполнения ими этого участка долины реки. Этому циклу осадконакопления соответствует проявленный в верховьях реки и поставляющий обломочный материал единый эрозионный цикл углубления и расширения долины верховьев данной реки.

Нередко после первого цикла накопления наносов и заполнения ими долины реки происходит подъем этой территории (рис. 70) или опускание территории нижележащего участка реки и понижение базиса эрозии (рис. 71). Это вызывает увеличение скорости течения и углубления русла реки, ее новый эрозионный врез и размыв собственных отложений, представленных вышеописанными пластами россыпи первого цикла. При этом углубление реки в старые наносы может быть или незначительным (см. рис. 70), или более крупным, вызывающим размыв старой россыпи, сохраняющейся в этом случае иногда только в прибортовых частях долины в виде террасовых россыпей, образующихся при большем, чем в первый цикл эрозии углублении реки в коренные породы (см. рис. 67). Этот второй эрозионный цикл может смениться новым этапом накопления рекой наносов и образованием продуктивного пласта II, содержащего россыпь второго цикла (см. рис. 68). При этом в основании продуктивного пласта II новой россыпи в качестве плотика залегают не коренные породы, а сохранившиеся от размыва слои раннего цикла. В этом случае слой осадков старого цикла, лежащий в основании новой россыпи, часто являющейся более бедной, чем нижняя россыпь, которая залегает на коренном плотике, называется «ложным плотиком». Его надо уметь распознавать, чтобы при разведке и отработке россыпи не пропустить богатый нижний продуктивный пласт, лежащий на коренном плотике.





^ Рис. 70. Три стадии образования сложной россыпи при поднятии территории верховья реки:

I стадия – россыпь реки с равновесным продольным профилем;

II стадия – подъём территории верховьев россыпи и образование неравновесного профиля реки;

III стадия – размыв поднятого верховья старой россыпи и переотложение ее в виде второго (верхнего продуктивного) пласта с образованием сложной россыпи





^ Рис. 71. Схема стадий размыва старой россыпи при понижении базиса эрозии и образования новой россыпи нового эрозионно-аккумуляционного цикла:

I – равновесный профиль старого эрозионного цикла; II – понижение базиса эрозии, начало нового эрозионного цикла, неравновесный профиль реки; III – середина нового эрозионно-аккумуляционного цикла.

Цифры в кружках: 1 – уровень базиса эрозии; 2старая россыпь; 3 – новая россыпь


Основной процесс сортировки и отложения обломочного материала, образующий аллювиальные россыпи, происходит в русле реки, где формируются лентообразные узкие русловые россыпи (см. рис. 67).

При расширении долины реки ее меандрировании и перемещении русла в поперечном к течению реки направлении происходит постепенное заполнение наносами всей долины реки с образованием особого подкласса аллювиальных россыпей - более широких и крупных долинных россыпей.

Реликтами более ранних долинных россыпей, образованных в предшествующие циклы накопления наносов и частично размытых при последующих углублениях русла реки в поздние циклы эрозии, являются сохранившиеся в боковых прибортовых частях долин на террасах террасовые россыпи.

Механизм образования всех трех описанных типов аллювиальных россыпей один – перемещение обломочного материала потоком в русле реки, его сортировка, осаждение и накопление россыпных минералов в нижней – приплотиковой части наносов. Это определяет положение и морфологию продуктивного пласта в этих типах аллювиальных россыпей.

Фации осадков, связанные с изменением режима течения реки, представлены проявленным в разной степени в пределах отдельных пластов россыпи смешением материала разной крупности. Этот фациальный состав пластов определяет важные для технологии переработки промышленные характеристики описанных типов аллювиальных россыпей – их каменистость (содержание классов крупности от глыб, валунов до галечника), валунистость (содержание валунов) и промывистость. Последняя определяется наличием в пласте более тонкого, чем наиболее легко промываемые пески – алевритового и пелитового материала, называемого у специалистов по разработке россыпей «илами» и «глинистыми» фракциями. Количество этих фракций больше 10% и связанная с этим сцементированность промышленных песков, появление в них комьев и прослоев трудноразмываемого и уходящего с галечниками в отвал и уносящими заключенные в них включения ценных минералов материала снижает «промывистость» песков, т. е. полноту извлечения из них ценных минералов (см. табл. 4).

Важнейшими минералами, концентрирующимися в аллювиальных россыпях перечисленных типов, являются самородное золото, платина, касситерит и вольфрамит. Они присутствуют в этих россыпях в основном в виде мелких зерен разной окатанности. Золото образует также чешуйки, проволочки, дендриты, изредка октаэдрические кристаллы. Платина присутствует обычно в хорошо окатанных мелких зернах, редко – в виде кристаллов. Размеры зерен золота и платины весьма разные – от тысячных долей миллиметра до самородков в 2–3 мм и изредка до десятков сантиметров. Соотношение количества мелкого и более крупного материала (вплоть до самородков) в отдельных аллювиальных россыпях, а также в россыпях разных золотоносных и платиновоносных районов резко различается. Во многих россыпях Урала, Ленского района и Колымы золото более крупное и нередко встречаются самородки, тогда как в других районах золото – мелкое, самородки встречаются редко или вообще отсутствуют. Отмечается отчетливая прямая связь между крупностью золота в россыпях и размерами выделений золота в коренных месторождениях, являющихся источниками этих россыпей, а также степенью окатанности золотин и расстоянием их переноса от этих источников. Согласно экспериментальным исследованиям Т.Н. Бондаренко, свободные зерна золота и платины при образовании аллювиальных россыпей практически не перемещаются водным потоком вниз по течению реки. Значит, переносятся они в основном в сростках.

В связи с избирательным растворением примесей и, в том числе, основной примеси самородного золота – серебра пробность россыпного золота обычно высокая (930–980) и всегда выше пробности золота, присутствующего в коренных источниках россыпей. Большей пробностью обладают мелкие зерна россыпного золота, из которых примеси, а это прежде всего – серебро, легче растворяются, и поверхностные каемки более крупных выделений золота.

Своеобразным подклассом аллювиальных россыпей, образуемым в особых условиях, являются косовые россыпи (см. рис. 67). Эти россыпи могут формироваться значительно ниже по течению реки, чем русловые и долинные россыпи за счет переноса ценных минералов, в том числе во взвешенном состоянии на относительно большие расстояния. Косы образуются на участках резкого снижения скорости потока вдоль выпуклых участков берегов и у островов. Они слагаются очень мелкими обычно пластинчатыми зернами в отличие от всех остальных россыпей в самых верхних частях аллювия на поверхности кос.

Косовые россыпи наиболее быстро (часто за один паводок) могут восстанавливаться и пополняться ценным материалом, т. е. являются возобновляемыми. В целом размеры косовых россыпей небольшие, значение их невелико.

Разновидностью косовых аллювиальных россыпей являются дельтовые россыпи, представляющие собой переходный тип от собственно косовых аллювиальных к прибрежно-морским россыпям. Они тоже характеризуются накоплением очень мелких зерен ценных минералов преимущественно в верхних частях косослоистой толщи наносов приустьевых частей рек, реже являются перекрытыми пустыми наносами.

Дельтовые россыпи залегают в виде сложных струй, связанных с отложениями отдельных рукавов и протоков дельты реки. Они тоже могут легко смываться в паводки и штормы и пополнять своим матери­алом прибрежно-морские россыпи.

К дельтовому типу, вероятно, относятся основные олигоценовые ильменит-рутил-цирконовые россыпи Тургайского прогиба, а также претерпевшие затем значительный метаморфизм протерозойские галечниковые россыпи Витватерсранда, ныне превращенные в золотоносные конгломераты.

Аллювиальные россыпи более древние, связанные с палеодолинами рек, и некоторые четвертичные россыпи, залегающие в сложных долинах, образованных с участием инородных (в том числе ледниковых, тектонических и вулканических) процессов, которые усложнили ход аллювиального осадконакопления, перекрыты значительными толщами пород и относятся к подклассу погребенных аллювиальных россыпей (рис 72).





^ Рис. 72. Схематический геологический разрез через погребенные и современную

русловую россыпь реки Бодайбо:

1 – погребенные доледниковые русловая и террасовые россыпи I–V террас (и их высоты); 2 – погребенные межледниковые россыпи; 3 – современная русловая россыпь; 48 – осадки (4 – пелиты, 5 – пески, 6 – суглинки, 7 – галечники, 8 – валунник); 9 – коренные породы


К этому типу относят некоторые россыпи Ленского золотоносного района, перекрытые толщами ледниковых отложений мощностью до 200 м, и золотые россыпи Восточной Австралии и Калифорнии, перекрытые туфолавовыми потоками.

Погребенные россыпи являются весьма богатыми и крупными, т. е. значение их может быть очень большим. Поэтому поиски этих россыпей, несмотря на значительные трудности, заслуживают самого большого внимания, особенно в старых рудных районах, где есть предпосылки для их образования и где отработка открытых россыпей заканчивается.

Формы продуктивных залежей аллювиальных россыпей – от лентообразных, линзовидных и гнездовых (русловые и косовые россыпи) до пластовых (долинные и террасовые россыпи).

Размеры промышленных залежей аллювиальных россыпей весьма различны. Протяженность мелких россыпей достигает десятков метров при ширине 2–5 м. Наиболее частые средние по размерам россыпи характеризуются длиной в сотни метров до 2–5 км при ширине 50–100 м. Крупные аллювиальные россыпи имеют длину 5–10 км при ширине 100–200 м. Наиболее крупные россыпи достигают протяженности до 200 км, при ширине 1–2 км. При этом надо иметь в виду, что крупные россыпи обычно относятся к типу сложных россыпей, образованных в несколько эрозионно-аккумуляционных циклов, и состоят из нескольких продуктивных пластов, в том числе иногда относящихся к русловым, долинным и террасовым россыпям, в значительной части в плане перекрывающих друг друга.

Мощность продуктивной залежи аллювиальных россыпей обычно составляет 0,5–1,2 м. Нередко она достигает 2–3 м, а иногда 5–8 м. Однако обычно это увеличение мощности наблюдается не по всей длине залежи, а в ее раздувах. Минимальная мощность наблюдается в простых приплотиковых россыпях, в которых весь ценный материал осаждался на плотике.

Мощность перекрывающих продуктивный пласт пород (торфов и др.) подвержена еще большим колебаниям – от нескольких метров до 100–200 м, что наблюдается при развитии в долине не только аллювиальных, но и ледниковых или других отложений.

Распределение полезных компонентов в аллювиальных россыпях обычно неравномерное и зависит от расположения коренных источников, содержания в них полезного минерала, крупности его зерен, условий разрушения, транспортировки и осаждения обломочного материала. Промышленные содержания в аллювиальных россыпях золота и платиноидов составляют от нескольких десятков миллиграммов до нескольких граммов на кубический метр, запасы в них металлов – от десятков килограммов до нескольких тонн, редко до десятков тонн.

В вертикальном разрезе обычно наибольшее содержание наблюдается в нижней части аллювия у плотика. Вниз от поверхности плотика содержание резко падает при ровном плотном плотике или убывает постепенно, если плотик неровный, трещиноватый или закарстованный. В этом случае полезные компоненты могут проникнуть в плотик на глубину до 1 м и больше.

По направлению вверх от плотика содержание ценных компонентов в продуктивных песках одного цикла накопления наносов постепенно убывает.

По ширине продуктивной залежи наибольшие содержания наблюдаются обычно в средней части россыпи, а по направлению к бортам долины они закономерно убывают. Если происходило «блуждание» русла по долине, то наблюдается более сложная картина распределения содержаний по ширине залежи. По длине россыпи обычно содержание ценных компонентов падает от ее вершины вниз по течению.

Эти закономерности распределения ценных компонентов в россыпи могут значительно нарушаться в связи с рядом факторов, определяющих обогащение или обеднение отдельных участков россыпи, вызывая появление в ней раздувов или пережимов.

1. Впадение притоков, по которым привносятся ценные компоненты, вызывает образование ниже по течению раздува россыпи. Если приток пустой, то ниже его по течению будет пережим или разубоживание россыпи.

2. Изменение угла наклона плотика вдоль долины, связанное с чередованием выходов пород разной крепости, вызывает появление участков обогащения (пологие углы долины и замедленное течение) или обеднения россыпи (крутые углы и быстрое течение, препятствующее осаждению ценных минералов).

3. Изменение состава пород плотика определяет характер его поверхности: неровная поверхность, хорошо задерживающая ценные минералы, – появление богатых щеточных россыпей; ровная поверхность – обеднение россыпи (см. рис. 69).

4. Выход в плотике россыпи дополнительного размываемого рекой коренного источника может вызвать появление участка обогащения россыпи.

5. Разделение потока на несколько русел – струй вызывает усложнение или обеднение россыпи.

6. Сочетание ряда этих факторов приводит к сложному характеру распределения полезных компонентов в аллювиальных россыпях.

Важнейшие аллювиальные россыпи таких тяжелых и относительно мягких минералов как самородное золото и платина образуются в основном вблизи питающих их коренных источников, так как переносятся они с трудом и преимущественно в виде сростков с другими минералами. Исключением являются поверхностные косовые россыпи, слагаемые тонкими, в основном плоскими, чешуйчатыми зернами, которые могут быть удалены от коренных источников на многие километры.

Аллювиальные россыпи более легких и твердых (устойчивых к истиранию) минералов – ильменита, рутила, циркона, монацита, алмазов и других драгоценных и абразивных камней – часто являются более удаленными от коренных источников – на десятки километров и более. Перенос их достигает устьев рек, привносящих мелкие зерна этих минералов к морским и озерным берегам, где они затем и концентрируются.


^ Прибрежно-морские россыпи


Россыпи этого класса образуются в прибрежной части морей и крупных озер под воздействием волн прибоя и прибрежных течений в полосе пляжа между линиями прилива и отлива, а также на подводном береговом склоне за счет перемыва и сортировки обломочного материала, в основном приносимого впадающими реками и обычно в небольшом количестве поступающего с прибрежной части суши.

Из трех типов морских берегов воздымающихся (высоких, абрадируемых), опускающихся (низких, интенсивно заносимых наносами – аккумулятивных) и устойчивых берегов (остающихся длительное время стабильными), для образования россыпей наиболее благоприятными являются последние. Именно вдоль таких берегов происходит вызываемое преимущественно морскими волнами длительное непрерывное возвратно-поступательное перемещение обломочных масс, их измельчение, сортировка и переотложение.

Поступающий в море обломочный материал переносится вдоль берега морскими течениями и одновременно дифференцируется волнами и приливами по размеру обломков и их удельной плотности, образуя прибрежно-морские россыпи. Схема положения трех основных типов прибрежно-морских россыпей представлена на рис. 73.





Рис. 73. Схема положения различных типов молодых прибрежно-морских россыпей:

1 – коренной берег, 2 – зона прибрежных террас с террасовыми россыпями, ^ 3 – зона прибоя с пляжевыми россыпями, 4 – зона берегового склона и прибрежных течений с подводными россыпями


Важным типом таких россыпей являются пляжевые, в том числе современные пляжевые россыпи. Процесс их образования непосредственно связан в основном с деятельностью прибрежных волн, несущих и выплескивающих на пляж частицы обломочного материала. В связи с тем, что скорость прибойных волн всегда выше скорости волн, скатывающихся обратно в море, в полосе пляжа (в его самой верхней поверхностной части) избирательно накапливаются наиболее тяжелые ценные минералы, тогда как легкие минералы уносятся возвратной волной обратно в море.

Полноценные прибрежные россыпи могут формироваться только в том случае, когда размер обломков ценных минералов равен или несколько больше размера частиц остальных обломков, слагающих пляжевые наносы. В противном случае на пляже будут накапливаться более крупные и тяжелые обломки пород и непромышленных минералов, а более мелкие и легкие зерна ценных минералов будут сноситься обратно в море.

Так как в прибрежье крупными реками в основном привносится мелкозернистый обломочный материал и в том числе ценные минералы дальнего переноса, то наиболее благоприятен для образования пляжевых россыпей тонкозернистый, равномернозернистый состав пляжевых песков с размером зерен в основном 0,1–0,5 мм.

Выносимые волнами на берег тяжелые ценные минералы не могут погрузиться в неподвижную плотную массу подстилающих отложений и накапливаются в самой верхней части тонкозернистых пляжевых песков, подверженных постоянному перемыву и пополнению морскими волнами. Поэтому в отличие от большинства аллювиальных россыпей (кроме косовых), погруженных вглубь осадков, современные пляжевые морские россыпи являются открытыми поверхностными россыпями.

Они в основном слагаются твердыми устойчивыми к истиранию и потому способными переноситься реками на дальние расстояния и выноситься в море россыпеобразующими минералами, имеющими темный преимущественно черный цвет: магнетитом, ильменитом, рутилом, цирконом, монацитом, гранатами. Поэтому пляжевые россыпи представлены в основном богатыми по содержанию ценных минералов (содержание их 30–80%) и потому темно-серыми и черными тонкозернистыми песками.

Прибрежные морские течения, не нарушая общей волновой схемы формирования пляжевых россыпей способствуют «растягиванию» – перемещению привносимого в основном крупными реками обломочного материала вдоль берега со скоростью до десятков и более метров в сутки. Это способствует тому, что прибрежные россыпи протягиваются в виде узких располагающихся между линиями прилива и отлива весьма протяженных полос шириной чаще в 5–25 м, реже более, располагающихся вдоль берега от устья питающей реки или размываемых морем источников на километры, а иногда и сотни километров.

Мощность таких лентообразных залежей современных россыпей обычно небольшая (около 1 м, изредка до 2–3 м), причем внутри этой суммарной мощности продуктивный пласт россыпи состоит из нескольких еще более тонких (в 10–20 см) линзовидных черных прослоев, сложенных наиболее богатыми концентратами ценных минералов.

Важнейшей особенностью современных пляжевых россыпей, отличающих их от почти всех других типов месторождений полезных ископаемых, является их возобновляемость. Этому способствует интенсивное перемещение больших масс прибрежного обломочного материала береговыми течениями и морскими штормами с последующей его сортировкой волнами и повторяющимся относительно быстрым накоплением на поверхности пляжей.

Примерами современных пляжевых россыпей являются прибрежные россыпи Австралии, Бразилии, Индии.

Известны такие россыпи на Тихоокеанском побережье СССР и Америки.

Из пляжевых россыпей в процессе отступления моря образуются более древние морские террасовые россыпи, располагающиеся на прибрежных морских террасах, отстоящих от современного берега моря на разные расстояния (до нескольких километров) и поднятые на высоту в 10–200 м (см. рис. 73).

Эти россыпи бывают перекрыты песчано-глинистыми торфами мощностью 1–5 м. Обычно у моря они сопровождаются современными пляжевыми россыпями. Мощность продуктивных пластов террасовых россыпей часто более значительная, чем пляжевых (до 2–3 м). Размеры их зависят от степени сохранности морских террас и, как правило, уступают размерам пляжевых россыпей.

Важнейшими примерами морских террасовых россыпей являются богатейшие алмазоносные россыпи Намибии и золотоносные россыпи района Ном на Аляске.

Подводные россыпи образуются на береговом склоне в значительной степени в результате деятельности постоянных морских прибрежных течений вдоль берегов трансгрессирующих морей, наступающих на участки побережья с имеющимися пляжевыми и дельтовыми россыпями. Они характеризуются иногда значительными мощностями продуктивных песков (до 25 м), но нередко перекрыты пустыми осадками мощностью в 2–30 м. Ширина их достигает сотен метров при протяженности в километры (до сотен километров).

В настоящее время из таких россыпей начата подводная добыча ильменита, рутила, циркона, монацита, магнетита, хромита, золота, алмазов и др. Например, в Японии со дна Токийского залива производится добыча магнетитовых песков объемом около 500 тыс. т в год с содержанием железа – 56% и диоксида титана 12%; в качестве примеси присутствует ванадий.

В районах, сформированных в процессе поднятия суши и значительного отступления (регрессии) моря, древние морские россыпи нередко обнаруживаются вне связи с современными побережьем вдали от моря, под чехлом перекрывших их впоследствии наносов в виде погребенных прибрежно-морских россыпей. Эти россыпи приурочены к прибрежно-морским фациям пород третичного, мезозойского и реже палеозойского возрасту, перекрытых более молодыми отложениями, и залегают на глубинах от нескольких метров до сотен метров.

Так как эти россыпи были образованы в основном как пляжевые россыпи в условиях, аналогичных современным, но формировались преимущественно на фоне опускания дна и трансгрессии моря, то они характеризуются значительно большими мощностями продуктивных песков (до 20–30 м). В остальном они сходны с соответствующими современными прибрежно-морскими россыпями.

Примером погребенных прибрежно-морских россыпей, аналогичных вышеописанным современным пляжевым ильменит-цирконовым россыпям, являются третичные россыпи Приднепровья.

Эти россыпи залегают на северо-восточной окраине Украинского щита, сложенного архейскими гранитогнейсами, содержащими акцессорную вкрапленность ильменита, рутила, циркона.

В верхней части архейского фундамента развита мощная кора выветривания. Фундамент перекрыт толщей кайнозойских песков, глин, бурых углей, в которой присутствуют два продуктивных горизонта россыпей, связанных с прибрежно-морскими фациями полтавского и сарматского ярусов и перекрытых более молодыми осадками мощностью до 30 м и более.

Полтавские и сарматские пески имеют мощность 5–30 м и 20–25 м и обогащены ильменитом (до 25 кг/м3), рутилом (до 5 кг/м3) и цирконом (до 7 кг/м3). Размер зерен песков этих россыпей 0,05–0,12 мм, зерна хорошо окатанные.

Форма продуктивных залежей пластообразная, залежи неоднородны.

Россыпи Приднепровья образовались в результате размыва мезозойской коры выветривания пород фундамента и концентрации ценных минералов в прибрежно-морских условиях при формировании пляжевых и, возможно, частично дельтовых и подводных россыпей полтавского и сарматского морей. Размеры этих погребенных россыпей весьма значительные.

Подобные погребенные россыпи известны также на Северном Кавказе, на Урале, в Сибири.


Контрольные вопросы


  1. Охарактеризуйте месторождения обломочных полезных ископаемых – стройматериалов и россыпные месторождения, что общего между ними, в чем главные различия.

  2. Какими свойствами обладают россыпеобразующие минералы и что определяет возможную дальность переноса водотоками до места образования россыпей.

  3. Какие выделяются генетические классы россыпных месторождений, их основные особенности, схемы образования и промышленное значение.

  4. Назовите генетические типы аллювиальных россыпей, механизмы, стадийность образования, приведите разрезы и названия слагающих их пород.

  5. Каков литологический состав пород отдельных слоев аллювиальных россыпей, чем определяются промышленные понятия: валунность, каменистость, промывистость россыпей.

  6. Каковы типы прибрежно-морских россыпей, их геологическое строение, минеральный состав, механизмы образования и промышленное значение.

  7. В чем отличие от других россыпей и сходство между собой косовых аллювиальных и современных пляжевых прибрежно-морских россыпей, назовите важную особенность, отличающую их от других типов месторождений полезных ископаемых.

  8. Какие выделяются типы коренных источников россыпеобразующих минералов и какое значение они имеют для образования важнейших типов россыпных месторождений: золота, платины, олова, титана, циркония, алмазов.


^ ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ

ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ


Осадочные месторождения химического и биохимического классов образуются в водной среде в результате донного накопления минерального вещества, отложенного путем коагуляции коллоидных растворов, кристаллизации из истинных растворов или в результате скопления остатков отмерших морских организмов.

Водной средой, где происходит накопление вещества, могут быть океаны, моря, заливы, лагуны, озера, реки, заболоченные низменности. Осадкообразование может происходить в глубоководных и мелководных условиях. Минеральное вещество, отлагаемое на дне водоемов, поступает в бассейны седиментации из различных источ­ников.

Один из главных источников – континентальные коры выветривания, дающие в результате своего образования, а затем и активного разрушения, вещество разнообразного химического состава (гидроксиды железа, марганца, алюминия, гель кремнезема, глинистое вещество), Другой источник вещества – процесс жизнедеятельности и последующего отмирания живых организмов, средой обитания которых является водный бассейн.

Количественные соотношения минерального вещества, поступающего из тех или иных источников, неодинаковы для залежей полезных ископаемых различного типа.

По преобладающему типу минеральных образований можно выделить две группы месторождений химических и биохимических месторождений: 1) континентально-осадочные или просто осадочная, в образовании которых принимает участие вещество континентального происхождения; 2) биогенно-осадочные, материалом для которых служит вещество органического происхождения.

К собственно осадочным, образованным в результате сноса материала с континента, относятся некоторые месторождения железа, марганца, алюминия, солей, боратов, барита, глин и другие. К биогенно-осадочным относятся месторождения фосфоритов, гуано, карбонатных и кремнистых пород. К осадочным биохимическим относятся также все месторождения горючих ископаемых – уголь, горючие сланцы, нефть и горючий газ.

Химические и биохимические осадочные месторождения по условиям образования делятся на платформенные и геосинклинальные.

Платформенные месторождения образуются в условиях мелководных бассейнов и характеризуются обычно небольшой мощностью отложений, значительной пестротой минерального состава, разнообразием текстурно-структурных особенностей руд. Геосинклинальные месторождения, возникающие в глубоководных условиях, при устойчивом погружении дна водоема, слагаются залежами значительной мощности, одно­родного минерального состава и мало меняющихся текстурно-структурных свойств.

Характер скоплений органогенного вещества также неодинаков в рудах разных типов. В платформенных условиях остатки живых организмов накапливаются в основном биологическим путем, характеризуются хорошей сохранностью и относительно слабо изменены. В геосинклинальных условиях биологическое вещество претерпевает часто полное химическое преобразование в результате растворения и служит лишь материалом для последующего хемогенного накопления минеральных масс.

Для многих осадочных месторождений весьма характерна фациальная изменчивость рудных отложений, контролируемая береговой линией бассейна. Это объясняется сменой мелководных условий, существующих вблизи береговой линии, на глубоководные в удалении от нее.

Тела полезных ископаемых месторождений химического и биохимического типа занимают обычно строго определенную стратиграфическую позицию и имеют форму пластов или вытянутых линз. Более сложную морфологию они могут приобрести вследствие поздних складчатых или разрывных нарушений.

Осадочные месторождения, особенно морские, представлены как правило, крупными телами. Отдельные пласты протягиваются на десятки, а свиты пластов – на сотни километров и более, мощность пластов может быть различной – от долей метра до нескольких сотен метров.

Для химических осадочных месторождений весьма характерны слоистые и линзовидно-слоистые, а также оолитовые и конкреционные текстуры руд.

В общем ходе формирования осадочных полезных ископаемых можно выделить следующие стадии:

1) собственно седиментогенез – накопление осадочного вещества в донных условиях;

2) диагенез – превращение сильно увлажненного, пластичного ила в уплотненную породу;

3) катагенез – преобразование уплотненной породы в окончательно окаменелую (литифицированную) с соответствующими минеральными и текстурно-структурными новообразованиями (высвобождение воды, частичное переотложение вещества в межзерновом пространстве и т. д.).

Залежи полезных ископаемых химического и биохимического происхождения могут слагаться оксидами и гидроксидами железа, марганца, алюминия, опалом, халцедоном, кварцем, карбонатами и силикатами железа, фосфатами различного состава, хлоридами и сульфатами натрия, калия, магния, бария, разнообразными по составу боратами и т. д.


^ Химические осадочные месторождения


Осадочные химические месторождения подразделяются обычно на две группы в зависимости от характера растворов, из которых происходит образование минерального вещества.

К первой группе месторождений, образованных из истинных растворов, принадлежат залежи соли, гипса, ангидрита, боратов, барита. Ко второй группе, образованной с участием коллоидных растворов, относят руды железа, марганца, алюминия, некоторых других цветных и редких металлов.


Месторождения солей


По условиям образования среди месторождений солей можно выделить две группы образований: 1) природные рассолы современных соляных бассейнов, соляные подземные воды и залежи минеральных солей современных бассейнов; 2) ископаемые (древние) залежи минеральных солей.

Современные солеродные бассейны подразделяются на два типа: 1) связанные с морем и питающиеся морской водой; 2) континентальные, питающиеся водами суши. Примерами бассейнов первого типа являются заливы Сиваш (Азовское море), Кара-Бугаз (Каспийское море), Данузлав (Черное море). Континентальными бассейнами являются озера в Волго-Урало-Эмбинском районе, в Западно-Сибирской и Туркменской низменностях. Ископаемые (древние) залежи минеральных солей обычно рассматриваются в качестве классических осадочных образований. Считается, что такие месторождения формировались в процессе испарения морской воды в относительно изолированных лагунах. Содержание различных по составу солей в современных океанических и морских водах достаточно высокое, в бассейнах с затрудненным водообменном – до 4,2 % (Красное море).

Все главнейшие древние солеродные бассейны приурочены, в основном, к предгорным прогибам или синклинальным прогибам платформ.

В отличие от других осадочных месторождений, имеющих в основном форму спокойно залегающих пластов, древние соляные месторождения иногда приобретают более сложные очертания, что связано с процессом смятия толщ в складки и выжиманием текучего вещества солей в замки атниклиналей. Таким образом даже в обстановке очень слабых тектонических изменений вмещающих толщ возникают соляные купола.

^ Галит-сильвин-карналлитовая формация в осадочных породах. Данная формация объединяет все месторождения ископаемых (древних) солей.

Главный полезный компонент месторождений галит NaCl; ему сопутствуют сильвин КСl, карналлит KCl•MgCl2•6H2O, полигалит 2CaSO4K2SO4•MgSO4•2H2O, мирабилит (глауберова соль) Na2SO4•10H2O, ангидрит CaSO4, гипс CaSO4•2H2O, сода (декагидрит) Na2CO3•10H2O, калиборит KMg2B11O19•9H2O и другие минералы. Для большинства хемогенно-осадочных месторождений солей характерна примесь карбонатно-глинистого материала.

Иногда эти месторождения называют месторождениями каменных и калийных солей. Каменной солью называют галит с примесью гипса, ангидрита, а также глинистых, карбонатных и других минералов. Калийные соли содержат сильвин, карналлит и другие минералы калия. Различают также соли магниевые, калийно-магниевые и др.

Для месторождений солей характерна пластовая форма залежей (рис. 74), однако в условиях пластичного изменения минеральных образований форма залежей может измениться и приобрести форму куполов (рис. 75). Объясняется это высокой пластичностью солей по сравнению с вмещающими породами и малой их плотностью. Вмещающими породами для соляных залежей могут быть самые разнообразные осадочные породы. Так, для Верхнекамского соляного бассейна покровными отложениями соленосного горизонта являются глины, мергели, известняки, песчаники, подстилающими породами являются также глины, известняки, доломиты, песчаники, мергели.




^ Рис. 74. Схематический геологический разрез одной из зон Предкарпатского соленосного прогиба:

1 – перекрывающие песчано-глинистые породы; 2 – соленосные брекчии; 3 – глины; 4 – песчаники; 5 – гравелиты; 6 – каменная соль; 7 – калийная соль; 8 – подстилающие аргиллиты и песчаники





^ Рис. 75. Форма соляных куполов в Северо-Германской впадине


Внутреннее строение залежей обычно неоднородно. В разрезе могут чередоваться покровные каменные соли, калийно-магниевые соли, подстилающие каменные соли. Текстуры руд массивные, грубо- и тонкослоистые, что обусловлено сменой минерального состава отдельных слойков в пластах соляных залежей.

С месторождениями солей связана локализация некоторых минералов бора. В зоне выветривания солей борные соединения, рассеянные в породе, растворяются, переотлагаются и концентрируются в так называемой «гипсовой шляпе» в виде разнообразных боратов – ашарита Mg[BO2](OH), гидроборацита CaMgB6O11•6H2O, улексита NaCaB5O9•8H2O и др.

Примером месторождения ископаемых залежей минеральных солей служит бассейн в Предуральском передовом прогибе – Верхнекамский.

Есть месторождения такого типа и в Прикарпатском, Закарпатском, Донецком и других передовых прогибах на территории СССР.

Известны месторождения в синеклизах, поперечных прогибах и краевых впадинах платформ. Примером может служить месторождение Стассфурт в Польско-Германской синеклизе Восточно-Европейской платформы.


Месторождения железа, марганца, алюминия


Руды железа, марганца и алюминия, относимые к континентально-осадочным хемогенным месторождениям, образуются из суспензий и коллоидных растворов на дне водных бассейнов в сходных геологических условиях. Источником материала для месторождений служат продукты разложения континентальных кор выветривания, сносимые в бассейн седиментации поверхностными, в основном речными и грунтовыми водами. Содержание соединений железа, марганца и алюминия в речных водах низкое, однако суммарный вынос этих металлов реками огромный. Отложение соединений всех трех металлов происходит в прибрежной зоне озер и морей в результате воздействия электролитов, растворенных в водах этих водоемов и коагулирующих коллоиды металлических соединений. В связи с различной геохимической подвижностью соединений железа, марганца и алюминия происходит их дифференциация в прибрежной зоне водоемов. Ближе к берегу накапливаются бокситы, далее (в верхней части шельфа) отлагаются железные руды, еще далее (в нижней части шельфа) – марганцевые руды. В пределах собственно железорудных или марганцевых месторождений наблюдается также фациальная изменчивость отложений.

Химические осадочные месторождения железа, марганца и алюминия по условиям образования объединяются в соответствующие рудные формации: шамозит-гётит-гидрогётитовую в осадочных породах (месторождения Керченское в Крыму, Аятское в Тургайской провинции и др.); пиролюзит-псиломелан-манганитовую в осадочных породах (месторождения Никопольское и Больше-Токмакское на Украине, Чиатурское в Грузии и др.); гидраргилит-бёмит-диаспоровую (бокситовую) в осадочных породах (месторождения Красная Шапочка на Северном Урале, Салаирское в Восточном Саяне, Северо-Онежская и Тихвинская группы на Кольском полуострове и др.).

^ Шамозит-гётит-гидрогётитовая формация в осадочных породах. Руды сложены различными по составу минералами железа – гидроксидами, силикатами, карбонатами. Форма рудных тел – пластовая, линзообразная. Вмещающие породы представлены известняками, глинами, глинистыми песками, глинистыми ракушечниками и другими осадочными породами. Текстуры руд оолитовые, порошковатые, слоистые. В рудах присутствуют остатки скелетов отмерших организмов.

Характерными месторождениями железа подобного типа в СССР являются платформенные морские месторождения Керченскрго бассейна в Крыму (рис. 76). Основные запасы кондиционных железных руд этого бассейна приурочены к крупным тектоническим брахисинклинальным структурам – мульдам. Рудный пласт во всех мульдах подстилается известняками и покрывается глинами киммерийского яруса. Мощность рудных пластов в центральных частях мульд составляет 25–40 м, в краевых – 0,5 м.





^ Рис. 76. Схема, иллюстрирующая положение «табачных» и коричневых руд в брахисинклиналях (мульдах) Керченского железорудного месторождения:

1 – известняки-ракушечники; 2 – руды «табачные»; 3 – руды «коричневые»; 4 – руды «икряные»; 5 – перекрывающие глины


Главные типы руд – «табачные» и «коричневые». «Табачные» руды залегают в центральных частях мульд, «коричневые» – на периферии. Считается, что «табачные» руды образуются в окислительно-восстановительных условиях, «коричневые» – в окислительных условиях за счет «табачных» руд.

Главные минералы «табачных» руд – гидроферрихлорит, ферримонтмориллонит и гидрогётит, а также магнаносидерит и родохрозит; иногда присутствуют фосфаты (вивианит, керчинит), гидроксиды марганца и пирит. Главные минералы «коричневых» руд (объектов промышленной добычи) – гидрогётит и ферримонтмориллонит.

«Табачные» руды получили свое название из-за характерного зеленоватого цвета, который обусловлен присутствием зеленоватого железистого хлорита. Текстура «табачных» руд, возникших осадочным путем, оолитовая.

Цвет «коричневых» руд обусловлен присутствием в них преимущественно гидроксидов железа. Так как этот тип руд формируется в результате окисления «табачных» руд, происходит замещение железистого хлорита гётитом и гидрогётитом, руды становятся буровато-коричневыми, гидроокисными. Текстура коричневых руд унаследованно-оолитовая.

В железных рудах Керченского месторождения присутствуют в небольшом количестве пиролюзит, псиломелан, кальцит, глауконит и другие минералы.

Для осадочных хемогенных руд характерна фациальная изменчивость: по направлению от береговой линии вглубь водоема намечается переход от гидроксидов железа (гётита FeO(OH), гидрогётита FeO(OH)•2H2O) к карбонатам, (сидерит FeCO3) и силикатам (шамозит Fe4Al[Si3AlO10][ОН]6nН2O, тюрингит Fe3,5(Al, Fe)1,5[Si2,5Al1,5O10)](OH)6nH2O. В наиболее глубоководных условиях в массе осадочных образований можно встретить сульфиды железа, преимущественно пирит.

^ Пиролюзит-псиломелан-манганитовая формация в осадочных породах. Руды сложены пиролюзитом МnO2, псиломеланом mМnO2nН2O и манганитом МnO2•Мn(ОН)2. В карбонатных разновидностях руд присутствуют родохрозит МnСОз и манганокальцит. В небольшом количестве в рудах этого типа может присутствовать родонит (MnCa)SiO3. Перечисленные минералы располагаются в рудных залежах закономерно. От берега вглубь водоема четырехвалентные соединения (пиролюзит, псиломелан) сменяются манганитом, содержащим как четырехвалентный, так и двухвалентный марганец. Образуется он при некотором недостатке кислорода в водной среде. В более глубоководных, обычно восстановительных условиях возникают такие минералы марганца, как родохрозит и родонит, содержащие только двухвалентный марганец. Такая смена минерального состава в рудных пластах называется фациальной изменчивостью руд (рис. 77).



^ Рис. 77. Схема, иллюстрирующая фациальную изменчивость осадочных марганцевых руд по мере удаления от береговой линии водного бассейна:

1 зона образования пиролюзита и псиломелана (окислительные условия); 2 – зона развития манганита (недостаток кислорода); 3 – зона образования родохрозита и родонита (восстановительные условия)


Никопольское месторождение на Украине – характерный представитель пиролюзит-псиломелан-манганитовой формации (рис. 78).





^ Рис. 78. Схема, иллюстрирующая положение марганцевых руд в разрезе палеоген-неогеновых отложений Никопольского месторождения:

1 – четвертичные отложения (чернозем, лёсс, глины, известняки); ^ 2 – миоценовые отложения (глины, песок); 3 – олигоценовые отложения (глины); 4 – марганцевые руды; 5 – каолины; 6 – докембрийские кристаллические породы


Рудные тела представляют собой пласты и пластообразные залежи, линзы. Вмещающими породами служат глины, известняки, пески. Для Никопольского месторождения характерно залегание пластов марганцевых руд иногда непосредственно на размытой и выветрелой поверхности докембрийских метаморфических пород фундамента – на гранитах и гнейсах докембрия. Чаще подстилающими породами являются пески и глины олигоценового возраста. Перекрывают рудные пласты олигоценовые глины и другие осадочные породы. Мощность рудного пласта изменчива. Во впадинах она достигает 3–4 м, в местах поднятий рудный пласт выклинивается.

Текстуры руд – конкреционные, оолитовые, иногда ноздреватые, порошковатые.

Минералы марганца – пиролюзит, псиломелан и манганит – имеют черный цвет. Округлые и овальные оолиты черного цвета заключены обычно в рыхлой светлой песчано-глинистой массе. Иногда стяжения марганца имеют неправильную форму. Сложены они обычно тесно сросшимися мелкими оолитами тех же минералов марганца. Иногда черное марганцевое вещество пропитывает отдельные прослои глин.

^ Гидраргилит-бемит-диаспоровая (бокситовая) формация в осадочных породах. Руды сложены в основном гидраргилитом (гиббситом) А1(ОН)3, иногда бемитом АlO(ОН) и диаспором НАlO2. В состав руд входят также гидрогематит, гематит и каолинит. Часто в таких рудах можно встретить сидерит, хлорит (шамозит), пирит, марказит.

По условиям образования бокситовые месторождения подразделяются на платформенные и геосинклинальные. К числу платформенных относятся месторождения Южно-Лиманской, Тихвинской, Северо-Онежской групп месторождений и др. К числу геосинклинальных относятся Северо-Уральская, Южно-Уральская и Салаирская группы.

Месторождения бокситов платформенного и геосинклинального типа несколько отличаются друг от друга мощностью залежей, текстурно-структурцыми особенностями, формой рудных тел.

Так, платформенные осадочные бокситы Южно-Тиманской группы (рис. 79) имеют вытянутую, с извилистыми неправильными контурами форму рудной залежи мощностью от 0,8 до 12 м (чаще 4–6 м). Бокситы залегают на карбонатных и карбонатно-глинистых породах девона, а перекрываются глинами, песчаниками и карбонатными отложениями карбона.





^ Рис. 79. Геологический разрез бокситовой залежи Южно-Тиманского района:

1 – четвертичные образования (суглинки, супеси, пески); 2 – доломиты; 3 – алевритистые глины; 4 – глинистые алевролиты; 5 – углистые алевролиты; 6 – углистые глины; 7 – песчаники; 8 – углистые аргилиты; 9 – бокситоносная пачка – бокситы, б – аллиты); 10 – глинистые известняки


Бокситоносная пачка пород сложена терригенными образованиями. В ней присутствуют различные литологические разновидности бокситов, аллиты и каолинитовые глины. Наверху и внизу, а также на периферии бокситовый горизонт переходит в аллиты, а затем в каолинитовый аргиллит.

По минеральному составу бокситы Южно-Тиманского района относятся к каолинит-гиббит-бемитовому и каолинит-бемитовому типам.

Текстуры руд – землистые, каменистые, желваковые, реже бобовые и оолитовые.

Геосинклинальные осадочные бокситы Северо-Уральского района имеют мощность рудного тела примерно 4 м (0–24 м). Форма рудного тела пластообразная. Верхняя граница пласта довольно ровная, нижняя – весьма неровная, с большими углублениями и воронками (рис. 80). Связано это с тем, что бокситы располагаются на закарстованной поверхности известняков девонского возраста. Перекрываются они также известняками девона. Минеральный состав руд – диаспор, бемит, присутствует хлорит (шамозит), отмечена вкрапленность пирита и гематита. Текстуры руд оолитовые, бобовые, иногда массивные.





^ Рис. 80. Разрез бокситового тела месторождения Северного Урала:

1 – наносы; 2 – серые известняки; 3 – зеленовато-серые (пестро-цветные) бокситы; 4 – красно-цветные бокситы; 5 – массивные известняки


Бокситы Северо-Уральского района иногда обладают повышенной плотностью, Цвет их темно-вишневый. Объясняется такое уплотнение руд процессами метаморфизма бокситовых залежей. Изменения в минеральном составе и текстурно-структурных особенностях приводят к образованию бокситов разных типов: красных марких, немарких яшмовидных, пестроцветных. По минеральному составу красные бокситы относятся к диаспоровому типу, яшмовидные и пестроцветные – к диаспор-бемитовому.


^ Биохимические осадочные месторождения


Биогенно-осадочные месторождения по условиям образования можно разделить на два подтипа – собственно биологические и биохимические.

К числу первых относятся месторождения, образованные скоплением остатков отмерших организмов, несколько преобразованных в результате последующего окаменения (фоссилизации). К биохимическим относятся месторождения, образованные сложным путем. Источником вещества в этом случае также служат отмершие организмы, но полностью растворенные в морской воде. К числу биогенно-осадочных относятся месторождения фосфоритов, а также карбонатных и кремнистых пород.

^ Формация фосфоритов в осадочных породах. Руды отличаются наличием трех фосфорсодержащих минералов – фторапатита 3Ca3(PO4)2CaF2; карбонатапатита 3Са3(РO4)2СаСO3; гидроксилапатита 3Са3(РO4)2Са(ОН)2. В парагенезисе с этими минералами находят кальцит и глауконит, иногда сидерит.

Морская вода обогащается фосфором в результате привноса продуктов химического выветривания магматических пород. Вместе с тем некоторые геологи полагают, что фосфор мог поступать в водные бассейны в результате вулканической деятельности.

Различные растения и живые организмы заимствуют фосфор из морской воды. В раковинах беспозвоночных различных видов концентрация фосфора невелика (доли процентов или несколько процентов). Высокие концентрации фосфора наблюдаются только у раковин двух видов беззамковых брахиопод – лингул и оболюсов. Для них характерно содержание фосфорнокислого кальция, достигающего 80–91,5%. Постоянная концентрация фосфора характерна для скелетов позвоночных – 60–70% Са3(РО)4.

Строение платформенных и геосинклинальных месторождений значительно отличается. Для платформенных характерны в основном желваковые формы скопления минерального вещества, для геосинклинальных – пластовые.

Фосфориты геосинклинального типа обычно трудно диагностируются, так как по чисто внешним признакам они весьма разнообразны и часто похожи на мелкозернистые песчаники. Существует надежная химическая реакция, с помощью которой можно уверенно определить присутствие фосфора в этих рудах.

Образец руды смачивается HNO3 и на протравленное место помещается раствор или порошок молибденовокислого аммония (NH4)2МоО4. В присутствии фосфора появляется лимонно-желтое окрашивание. В фосфоритах геосинклинального типа отсутствуют сохранившиеся остатки раковин отмерших организмов, нет желваков и нет псевдоморфоз фосфоритового вещества по раковинам и их обломкам.

Текстуры таких фосфоритов массивные, реже желваковые.

Примером месторождений такого типа является Каратаусский бассейн в Казахстане. Одним из крупнейших месторождений этого бассейна является Джаны-Тас (рис. 81). В его геологическом строении принимают участие различные сланцы с прослоями алевролитов и известняков палеозойского возраста. По тектоническому нарушению перечисленные породы контактируют с известняками того же возраста.

Рудные тела фосфоритов имеют пластообразную форму. Текстуры руд массивная и желваковая. Цвет фосфоритов серый или почти черный. Минеральный состав их определяется присутствием микрокристаллического или аморфного фосфата. Под микроскопом в таких фосфоритах можно увидеть мелко и микроолитовое строение. Цемент оолитов может быть фосфатным, карбонатным, кремнистым или смешанным.





^ Рис. 81. Схематический геологический разрез месторождения Джана-Тас (Каратауский бассейн):

1 – четвертичные отложения; 2 – доломиты брекчированные; 3 – фосфориты; 4 – фосфатно-кремнистые сланцы; 5 – кремни фосфоритые; 6 – доломиты фосфоритые


Протяженность отдельных месторождений хребта Каратау достигает 30–40 км, на глубину фосфоритовые пласты прослеживаются до 400 м и более.

Месторождение фосфоритов Егорьевское (Подмосковье) приурочено к депрессии на Восточно-Европейской платформе. В осадочной толще, залегающей на размытой поверхности известняков карбона, выделяют три фосфоритовых слоя. Нижний фосфоритовый слой образован плотно соприкасающимися желваками глинистого фосфата, заключенными в глауконитовом глинистом песке или глауконит-песчанистой глине. На участках с глубоким залеганием слоя желваки сливаются в сплошную плиту, сцементированную фосфатно-кальцитовым цементом.

Основную массу среднего слоя образуют включения желваков фосфоритов в глауконитовом песке.

Третий (верхний) слой представлен песчанистой глиной, содержащей мелкие железистые желваки фосфорита.

Фосфоритные отложения перекрыты белыми кварцевыми песками неокома и песчаными четвертичными отложениями. Текстуры руд желваковые, оолитовые, органогенные, землистые.

^ Биогенно-осадочные месторождения известняков и кремнистых пород. К числу месторождений, образованных биологическим путем, относятся некоторые месторождения карбонатных и кремнистых пород.

Образование некоторых месторождений известняков (цельнора-ковинных, раковинно-детритовых, строматолитовых и др.) и мела обусловлено в основном скоплением на дне водоемов известковых раковин отмирающих морских организмов, а также накоплением вещества в результате образования колоний водорослей. Некоторые месторождения известняков могут образовываться и хемогенно-осадочным путем.

Биогенно-осадочными образованиями являются такие кремнистые породы, как диатомиты, трепела и опоки. Диатомиты – тонкозернистое образование, состоящее, главным образом, из мельчайших панцирей диатомовых водорослей, накопившихся в местах их массового отмирания.

Трепел – тонкозернистое образование, состоящее из мельчайших округлых телец опала и халцедона с остатками радиолярий, спикул губок и фораминифер.

Опока – более плотная кремнистая порода, состоящая из аморфной массы кремнезема в связи со скелетами диатомей, радиолярий и губок. Опоки рассматриваются как частично преобразованные диатомиты и трепелы.


Контрольные вопросы


  1. Какие признаки в строении руд указывают на их осадочное происхождение.

  2. В чем выражается фациальная изменчивость руд марганца, железа.

  3. По каким признакам можно отличить фосфориты платформенного типа от геосинклинальных.

  4. Что такое каменная соль. Каков ее минеральный состав.

  5. Назовите современные солеродные бассейны в СССР.

  6. В какой геолого-тектонической обстановке происходило накопление ископаемых солей.

  7. Сравните образцы «табачных» и «коричневых» руд Керченского железорудного месторождения. Объясните названия руд. Как они образовались.

  8. Как провести диагностику фосфоритов с использованием химических реагентов.

  9. Чем отличаются платформенные месторождения фосфоритов от геосинк­линальных.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В процессе ознакомления с графическими пособиями и коллекциями по отдельным генетическим типам месторождений полезных ископаемых студенты должны научиться отличать полезные ископаемые по характерным признакам (вмещающие породы, минеральный состав руд, их текстуры и структуры, форма залежей, положение рудных тел в дизъюнктивных и пликативных структурах и в литолого-стратиграфическом разрезе, время и физико-химические условия образования вмещающих пород и руд и т. п).

Каждая формация и иллюстрирующие её месторождения, приведенные в учебном пособии, являются эталонным генетическим типом и по описанию их признаков можно ориентироваться в полевой поисковой практике для определения условий образования новых рудопроявлений и месторождений. Вполне возможно также открытие новых генетических типов месторождений полезных ископаемых, особенно в областях, пограничных между известными процессами рудообразования.

С учетом десятков и даже сотен генетических признаков в настоящее время с помощью компьютерной техники строятся генетические модели месторождений полезных ископаемых. Это, безусловно, прогрессивное направление. Однако при полевых работах будущий инженер должен исходить из объема полученных им в институте знаний, пополняемых в процессе чтения новой геологической литературы, и строить генетические модели по наиболее характерным признакам тех или иных процессов рудообразования.

Полученные и приобретаемые знания по отдельным генетическим типам месторождений в дальнейшем нужно применять с учетом того, что природные процессы часто сопряжены с несколькими этапами в формировании рудных, неметаллических и горючих полезных ископаемых. Месторождения, образованные несколькими последовательными процессами, получили название полигенных. Если этапы образования место­рождения разделены значительными промежутками времени, то такие месторождения называют полихронными.

Примером полигенного и полихронного генетического типа месторождений являются железистые кварциты, образованные в несколько этапов, разделенных большими промежутками времени. На первом этапе образуются осадочные или вулканогенно-осадочные железные руды, позднее они изменяются процессами метаморфизма и метасоматоза и на заключительном этапе в процессе выветривания по ним образуются богатые железные руды.

К полигенным и полихронным месторождениям относятся также многие пегматитовые, карбонатитовые и колчеданные месторождения, гидротермальные месторождения и их зоны окисления.

Каждое месторождение полезного ископаемого в составе руд содержит, как правило, несколько элементов и минералов, заключенных в рудовмещающих породах, зачастую также разного состава. Поэтому необходимо всесторонне изучить в составе руд наличие всех элементов, как полезных, так и вредных, присутствие всех минералов, знать их количественные взаимоотношения. Приемы такого изучения руд излагаются в курсах минералогии и лабораторных методов исследования вещественного состава полезных ископаемых.

Нужно иметь также полное представление о составе рудовмещающих пород, не только с генетических позиций, но и возможностей их попутного комплексного использования. Для этого необходимы глубокие знания петрографии, литологии и петрологии.

Требования промышленности к качеству сырья и их запасам в недрах, горнотехническим условиям эксплуатации и комплексному использованию руд и вмещающих пород излагаются в последующих курсах промышленных типов рудных месторождений, неметаллических и горючих полезных ископаемых. Генетические модели формаций необходимы также для изучения структур рудных полей и месторождений, металлогенического и минерагенического анализов провинций и районов, овладения методами поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых.


^ РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА


Основная


Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1989.


Дополнительная


Вольфсон Ф.И., Некрасов Е.М. Основы образования рудных месторождений. – М.: Недра, 1986.

Шнзбург А.И., Тимофеев И.П., Фельдман JI.Г. Основы геологии гранитных пегматитов. – М.: Недра, 1979.

Исаенко М.Я. Определитель текстур и структур руд. – М.: Недра, 1983.

Колчеданные месторождения мира. – М.: Недра, 1979.

Котляр В.Н., Яковлев П.Д. Вулканизм и оруденение – М.: Недра, 1984.

Кривцов А.И., Мигачев И.Ф., Попов В.С. Медно-порфировые месторождения мира. – М.: Недра, 1986.

Метаморфогенное рудообразование в докембрии. Геологические основы метаморфогенного рудообразования / Под ред. акад. Я.Н. Белевцева – Киев: Наукова думка, 1985.

Попов В.Е. Вулканогенно-осадочные месторождения. – М.: Недра, 1979.

Проблемы теории образования коры выветривания и экзогенные месторождения. – М.: Наука, 1980.

Рудные месторождения СССР / Под ред. акад. В.И. Смирнова. – М.: Недра, 1978.

Рунквист Д.В., Денисенко В.К, Павлова И.Г. Грейзеновые месторождения. – М.: Наука, 1971.

Синяков В.И. Основы теории рудогенеза. – Л.: Недра, 1987.

Смирнов С.С. Зона окисления сульфидных месторождений.– М.: Изд. АН СССР, 1975.

Шило П.А. Основы учения о россыпях. – М.: Наука, 1985.


СОДЕРЖАНИЕ


СОДЕРЖАНИЕ 141



^ УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ


Григорьев Валентин Михайлович

Оникиенко Людмила Дмитриевна

Пилипенко Георгий Николаевич

Яковлев Павел Данилович


^ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ГЕОЛОГИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ


Заведующий редакцией О.И. Паркани

Редактор издательства Ю.А. Рожнов

Технические редакторы М.Л. Новикова, Я.А. Зотимова

Корректор Е.С. Глуховская

ИБ № 9034


_____________________________________________________________________________________________________________________________________


Сдано в набор 15.01.92. Подписано в печать 24.04.92. Формат 60x88/16 Бумага офсетная № 2 Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Усл.-печ. л. 10,78. Усл.-кр. отт. 11,03. Уч.-изд. л. 12,22. Тираж 1490 экз. Заказ 1514/2873-2

_____________________________________________________________________________________________________________________________________


Издательство «Недра».

125047 Москва, Тверская застава, 3


Набрано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография» Министерства печати и информации Российской Федерации.

113054 Москва, Валовая, 28.


Отпечатано в Московской типографии № 9 НПО «Всесоюзная книжная палата» Министерства информации и печати Российской Федерации.

109033, Москва, Волочаевская ул., 40

База данных защищена авторским правом © kursovaya-referat.ru 2017
При копировании материала укажите ссылку