Геология полезных ископаемых - Старостин В.И.
ISBN 5-211-03498-8
Скачать (прямая ссылка):
Ламинарные и турбулентные потоки обусловливают три типа механизма переноса обломочных частиц: перекатыванием (волочением), скачками (сальтацией) и во взвеси.
Гидродинамические данные и закономерности распределения ценных россыпных минералов в аллювиальных россыпях нашли отражение в трех главных теоретических моделях аллювиального россыпеобразования: активного слоя Ю.А.Билибина, сальтации М.А.Всликанова и соударений Н.А.Шило и Н.Г.Бон-даренко,
По представлениям Ю.А.Билибина перераспределение минералов происходит в так называемом активном слое русловых наносов, который целиком передвигается по дну реки. Мощность слоя составляет от нескольких дециметров до двух метров. Слой представляется густой суспензией, сложенной галькой, гравием и песком. В нижней его части консистенция выше. Во время своего движения из-за различий в удельном весе, размерах частиц и скоростей тяжелые ценные компоненты постепенно опускаются к приплотиковой части активного слоя.
Эта гипотеза отражает гравитационную сепарацию зерен по механизму перекатывания — волочения и применима для русловых и косовых россыпей ближнего сноса. В ней не учитывается турбулентность водных потоков.
В основе гипотезы М.А.Великанова положена дифференциация зерен, которая происходит главным образом в процессе их сальтации в придонной части руслового потока. Чем тяжелее и крупнее зерно, тем меньше высота сальтации и длина перемещения частицы. Следовательно вдоль по течению должно происходить разделение зерен. В результате ценные тяжелые минералы вместе с крупнообломочньш материалом остаются в придон
198
нои части и постепенно опускаются к плотику через крупнообломочный каркас.
Данная модель не учитывает механизма перекатывания, а также явлений высвобождения ценных минералов из их сростков во время транспортировки и соударений.
В модели Н.А.Шило и Н.Г.Бондаренко рассматривается образование аллювиальных россыпей за счет поступающих сростков — агрегатов зерен, содержащих полезные минералы (золото, платина и др.). Из минеральных агрегатов в процессе транспортировки и соударений тяжелые минералы высвобождаются и сразу оседают на дно. Поскольку осадок достаточно рыхлый, то тяжелые частицы практически не успевают передвинуться вдоль по потоку и проседают к плотику.
Эта модель хорошо объясняет постепенный рост содержания полезного компонента в долинной россыпи вблизи источника и плавное снижение его концентрации по мере удаления от него. Согласно этому в россыпи затухает количество сростков с тяжелым минералом. Имеется подтверждение данной модели в экспериментах по транспортировке водным потоком сросткового золота. Оно практически не перемещалось по руслу.
В рассматриваемом механизме важно подчеркнуть, что при дифференциации материала действуют не просто размеры и плотность частиц, а учитывается так называемая гидравлическая крупность зерен. Последняя определяется скоростью свободного падения частицы в статической жидкости. Экспериментальные и расчетные данные показывают, что для таких компонентов, как золото и платина, гидравлическая крупность растет при уменьшении размера зерен. Это обстоятельство также объясняет слабую миграцию тяжелых минералов и их преимущественное проседание в рыхлой массе руслового аллювия.
В целом для расшифровки условий образования конкретных аллювиальных россыпей полезно использовать все имеющиеся представления о механизмах концентрации, поскольку природные условия достаточно разнообразны и нестандартны.
Модели накопления полезных минералов в прибрежно-мор-ских россыпях предполагают участие в массопсреносе трех видов течений: взмучивающего движения волн; вдольбереговых и при-ливно-отливных. Масштабность каждого из этих видов движений различная, также как и их значение в образовании россыпей. Первые влияют на перемещение материала в волно-прибойной зоне, способствуют образованию валов, пляжей и сепарации тср-ригенных частиц внутри этих намывных отложений, и, следовательно, во многом определяют концентрацию и качество полезных компонентов в россыпях. Вторые формируют протяженные
199
бары и косы и, по-видимому, являются главной причиной образования запасов россыпей. Приливно-отливные течения во многом определяют формирование россыпей подводного склона (песчаных отмелей) и могут приносить большое количество песчаного материала в волно-прибойную зону. Каждая разновидность течений в мелководной прибрежной зоне вносит свою лепту в перераспределение обломочного материала, поскольку может переносить частицы перекатыванием, сальтацией и во взвеси. Их волновая природа и высокая интенсивность определяют преимущественно песчаный состав, хорошую сортировку, крупные размеры а также возобновляемость запасов прибрежно-мор-ских россыпей.
В основе механизма эоловых концентраций тяжелых минералов лежат процессы выдувания легкой фракции и сальтации частиц. Относительно крупные эоловые россыпи образуются из уже частично обогащенного полезными компонентами песчаного материала. Так, широко известны алмазные россыпи в пустыне Намиб, расположенные в Юго-Западной Африке, материалом для которых вероятно служили прибрежно-морские отложения.
