Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Россыпные месторождения имеют важное значение для добычи ряда полезных ископаемых. Из россыпей получается около половины мировой добычи алмазов, титана, вольфрама и олова; существенное количество золота и платины в прошлые годы также было получено из россыпей, хотя к настоящему времени их значение для добычи этих металлов заметно снизилось и составляет 10—20% от '.мирового уровня. Россыпи разрабатывают для получения тантала и ниобия (танталит, колумбит, пирохлор и др). Кроме того, из россыпей добывали монацит, магнетит, гранат, горный хрусталь, барит, корунд, киноварь, янтарь.
Россыпи золота впервые в нашей стране были обнаружены штейгером Л. Бруснициным в 1814 г. на Урале. Наиболее содержательные работы по геологии этих россыпей, относящиеся к первой половине 19 в., принадлежат перу Д. Соколова.
Из современных наиболее значительны исследования россыпей, выполненные Ю. Билибиным, А. Кухаренко, И. Рожковым, В. Трофимовым, Ю. Трубниковым, Н. Шило и др.
МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ РОССЫПЕЙ
Механизм формирования россыпей сводится к сортировке обломочного материала по крупности, плотности и форме частиц, к истиранию и окатыванию обломков и его дифференциации по степени механической прочности и химической устойчивости в процессе транспортировки по поверхности земли.
Все россыпные месторождения образуются под влиянием силы тяжести в связи с деятельностью поверхностных вод, обусловленной в конечном счете, также силой тяжести.
О механизме образования р о с сыпей элювия и делювия. Среди элювиальных образований выделяются россыпи не-обогащенные и обогащенные. Первые представляют собой развалы вещества полезного ископаемого среди обломочного покрова коренных пород. Вторые образуются вследствие частичного выноса «пустых» пород дождевыми водами как благодаря их растворению, так и при механическом вымывании.
В формировании делювиальных россыпей существенную роль играет сортировка облоімочного материала в процессе сползания его по склону. Этот процесс развивается неравномерно. Обычно намечается верхняя зона интенсивного выветривания и дезинтеграции горных пород, питающая россыпь обломочным материалом. Ниже по склону располагается зона преимущественного сноса этого материала. Еще ниже выделяется зона замедленного смещения обломочной массы и ее накопления.
Смещение обломочной массы по склону происходит под влиянием силы тяіжести и зависит от угла склона, мощности осыпи, размеров обломков, их формы и плотности, коэффициента трения, а также таких факторов, как колебания температуры в течение года и суток, определяющих промерзание и оттаивание склона, температурное
сжати-е и расширение обломков, воздействие смещений снеговых и ледовых масс и явления солифлюкции.
Движение обломочной массы по склону происходит дифференцированно как во времени, так и в пространстве. Наиболее интенсивные смещения, делювия совпадают с периодами оттаивания и максимально проявляются весной. Быстрее движется верхняя часть делювия, а с глубиной скорость смещения уменьшается.
Величина смещения любого слоя сползающей обломочной массы в условиях ее перманентного промерзания и оттаивания определяется формулой (П. Матвеев)
= N j _jAo_ P tg U0 {Ги> ~nk) + Ав р tg ао {h_L)x L 3-3! З! З! л " 2-2!~ 21 Jl
где 5—'величина смещения; Л/ —число дней в году; A0 — амплитуда температуры камней на поверхности делювия; 1P — коэффициент их объемного расширения; ао — угол склона; Лв — амплитуда температур воздуха делювия; L — глубина, на которой определяется смещение; h — мощность делювия; C4—половина угла убывания ширины обломков к основанию осыпи; — (а — коэффициент температуропро-
? a T
водности, T — период колебания температур); г= (Ji—^)IgC1—гп (гп — самый малый радиус обломков делювия); I — основание натуральных логарифмов.
В условиях дифференциального смещения обломочного материала по склону происходит разделение обломков пород и минералов по вертикали с накоплением наиболее тяжелых в нижней части делювия. Схема механизма этого процесса сводится к следующему. При погружении (Минеральной частицы на нее действует сила тяжести, направленная вниз, и шла сопротивления среды, направленная вверх. В начальный момент частица погружается с ускорением, зависящим от плотности среды. С возрастанием увеличивается сопротивление среды, ускорение уменьшается до нуля и частица начинает погружаться с постоянной скоростью (конечная или !критическая скорость). Для частиц одинакового размера величина конечной скорости прямо пропорциональна плотности и выражается для обломков «крупнее 2 мм уравнением
V0 = 44,29 d^^>
где — конечная скорость погружения, см/с; d — диаметр частиц, мм; б—плотность частицы; А—'плотность среды.
При малых скоростях и небольших раз/мерах частиц, пренебрегая силами инерции среды, скорость погружения частиц может быть определена уравнением
V0 = 54,5 P=Aj d\
где jjLx— абсолютный коэффициент вязкости среды, Па-е.
'Приведенные уравнения скорости опускания справедливы для единичных свободно погружающихся частиц сферической формы. Однако дифференциация обломіков в слое движущегося делювия происходит в стесненном пространстве среди разнообразных по размерам и форме частиц горных пород. В этих условиях, как показывают эксперименты, выполненные в лабораториях лравитащионного обогащения руд, скорость
