u_lectures

зуются и при других процессах минералообразования. Минералы, из которых извлекаются металлы, в частности самородное золото, участвуют в определенных ассоциациях. Если же какой-либо минерал образуется при иных физико-химических условиях, то он обычно имеет уже несколько иные особенности: форму выделений, состав, строение, цвет— и сопровождается другими минералами; в этих случаях он принадлежит уже к иной парагенетической ассоциации. Нетрудно представить себе, сколь большое поисковое значение имеет это положение: ведь по определенной комбинации минералов можно судить о возможности обнаружения ценных минералов, в том числе самородного золота.

Магматические месторождения

Хотя золото и входит в состав кристаллических пород, но, как указывалось выше, его содержание исчисляется тысячными — десятитысячными долями процента. Редкими исключениями являются месторождения типа Вааль-крааль в ЮАР (золото в габбро) и несколько аналогичных в США. Работы последних лет, прежде всего советских минералогов, показали, что наиболее высокие концентрации золота связаны с развитием поздних, относительно низкотемпературных минеральных ассоциаций. Н.В.Петровская выделяет их как «продуктивные ассоциации». Этот факт имеет важное значение не только как поисковый признак, но и учитывается при отработке месторождений, при обогащении руд и их переработке.

К магматическому типу месторождений относятся рудные тела, возникавшие при ликвации, т е. при разделении магмы на обособленные силикатный и сульфидный расплавы. Это крупные медно-никелевые месторождения, в которых золото заключено преимущественно в сульфидах (пирротине). Оно извлекается попутно с получением меди, никеля, платины и др. Содержание золота здесь обычно низкое, но благодаря своим крупным масштабам эти месторождения поставляют довольно много золота.

Пегматитовые месторождения

Когда температура магматического расплава снижалась от первоначальной 1100—1000° до 600—500°, то в закристаллизовавшейся части магматических тел вследствие сжатия возникала серия трещин. Оставшийся расплав, обогащенный летучими подвижными соединениями щелочей бора, фтора и др., вжимался в эти трещины и во вмещающие п о- роды, образуя пегматитовые жилы. Во всем мире такие жилы прославились. богатством и разнообразием минералов. Многие сотни минераль-

281

ных видов, нередко представленные превосходно образованными кристаллами встречаются в «природных музеях». Откуда же такое богатство?

Для образования всех породообразующих минералов пон а- добилось всего лишь 16—20 элементов, наиболее распространенных в земной коре кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий,

Скарновые месторождения

Так же редки и обычно незначительны по масштабам золотого оруденения. Эти интереснейшие с геологической и минералогической точки зрения образования играют в промышленности очень важную роль, являясь крупными источниками получения руд железа, вольфрама, олова и других металлов. Скарны сложены различными гранатами, пироксенами, роговыми обманками, эпидотом, магнетитом, кварцем и другими минералами. Обычно они образуются на контакте гранитных пород с известняками и доломитами. На золото же эти высокотемпературные породы разрабатываются довольно редко.

Гидротермальные месторождения

При охлаждении магматического тела и окружающих его пород до +372° из магмы отделяется в капельножидком состоянии вода, а также в окружающих породах активизируются поровые растворы. Возникающие таким образом гидротермальные («горячеводные» — в переводе с греческого) растворы содержат в большей части легкорастворимые химические соединения различных элементов и различные газы: сероводород, углекислоту и др. Это — лишь очень упрощенная схема сложнейших природных процессов. Состав и фазовое состояние растворов, изменения их температуры, механизм их движения и перенос на значительные расстояния (иногда на многие километры) огромных количеств растворенных веществ, в частности золота, во многом еще остается в области предположений и горячих дискуссий. Не менее многочисленны гипотезы, относящиеся к формам миграции золота на поверхности земли или вблизи этой поверхности. Одна из гипотез говорит о перечосе золота

282

растворами органических кислот. Известны факты значительного обогащения золота (в тропиках Бразилии) ранее полностью выработанной россыпи. Эксперименты, произведенные геологом Ф. Фрейзе, обнаружившим это явление, подтвердили наличие процессов растворения и переотложения золота водами, содержащими гумусовые вещества. Существует немало и других гипотез.

С деятельностью гидротермальных распоров связано создание главных природных концентраций золота, т. е. наиболее крупных месторождений его. Здесь отложение его, как показали специальные исследования (их называют минерало-термометрическими), происходит в интервале температур 280—200°С и ниже. Золото выделяется в различные моменты этого интервала и участвует в составе неодинаковых минеральных ассоциаций. Так как с вопросами классификации рудных образований этого типа связана разработка теоретических основ для поисков, разведки и эксплуатации золоторудных месторождений, то ими занимались крупнейшие ученые различных стран.

Лекция 24

План лекции: 1.Экзогенные месторождения [30 с 25-26 ] 2.Россыпи [10 с193] 3. Коренные руды золота [10 с 196 ]

12.1.1.2.Экзогенные месторождения

Экзогенные месторождения золота – это месторождения коры выветривания Сu – колчеданных и полиметаллических руд. Месторождения, созданные процессами на поверхности Земли. Все горные породы на земной поверхности разрушаются под действием экзогенных факторов (т. е. процессов). К ним относятся: суточные и годовые колебания температуры, воздействие атмосферных и подземных вод, содержащих растворенный кислород, углекислоту, сероводород, окислы азота и другие вещества, а также и жизнедеятельность низших организмов. В результате экзогенных процессов возникает несколько типов месторождений, из которых мы остановимся на месторождениях зоны выветривания и на россыпях.

Месторождения зоны выветривания

По своей промышленной ценности эта группа уступает другим генетическим типам месторождений золота. Вместе с тем проявление экзогенной золотоносности имеет важное поисковое и научное значение.

283

Остановимся на характеристике так называемых «гипергенных» минералов. В большинстве случаев они имеют своеобразную, часто яркую и красивую окраску, и иногда можно лишь с трудом оторвать взор от окрашенных шоколадных тонов бурых железняков, расколы и поверхности трещин в которых сплошь покрыты изящными кристалликами, корочками и натеками буквально всех цветов радуги, а порой и с поблескивающими золотниками... Откуда явилась такая красота? Эти минералы развиваются в верхних частях рудных месторождений.

Как только разрушительные процессы эрозии обнажат рудные тела, содержащие сульфиды и другие минералы железа, марганца и пр., природные агенты, действующие на земной поверхности, в первую очередь обогащенные кислородом поверхностные воды, начинают разлагать, окислять большинство этих минералов. В результате возникают новые минеральные вещества: окислы, гидроокислы, сульфаты, карбонаты и др. Высвобождающиеся элементы, а также привнесенные из боковых пор вещества образуют новые, устойчивые в данных условиях минералы, которые и называются «гипергенными», а процессы, приведшие

ких образованию, — «процессами гипергенеза».

Вкоре выветривания сульфидных месторождений, достигающей мощности от нескольких метров до 150—200 м, намечаются три зоны. Первая из них — зона полного окисления, образуется за счет разложения сульфидов при выносе серы и кремнезема. Одним из продуктов этих реакций является серная кислота, которая ускоряет разложение окружающих минералов (это процесс весьма сложный; здесь он изложен схематично). Железо в виде гидроокислов накапливается, образуя рыхлые или губчатые пористые массы — скопления бурых железняков, остроумно названные «железной шляпой», так как они как бы покрывают верхнюю часть месторождения. Толщина этой зоны, например па Урале, колеблется от 10 до 80 м.

Зона окисления заключена между земной поверхностью и верхним уровнем грунтовых вод. Атмосферные воды, насыщенные кислородом и углекислотой, просачиваясь, разлагают сульфиды и сами насыщаются различными соединениями.

Ниже уровня грунтовых вод располагается «зона цементации», или вторичного обогащения»; подземные воды медленно перемещаются более или менее горизонтально. Проникающие сверху растворы здесь вступают в реакцию с первичными, еще свежими сульфидами. В результате образуются новые, вторичные сульфиды: халькозин, ковеллин и др. В наиболее глубоко залегающей области вод «застойных», малоподвижных, относительно бедных кислородом, сохраняются первичные, «гипо-

284

генные» сульфиды.

В кварцевых жилах и вообще в месторождениях, в которых мною кварца и мало сульфидов, гипергенные процессы проявляются значительно слабее и окисление выражается появлением «обохренного» кварца. Яркие рыжие или бурые тона, а т акже многочисленные поры и полости — отпечатки ранее бывших здесь сульфидов служили на протяжении многих веков надежным поисковым признаком золотоносности.

Еще свыше 50 лет назад было установлено, что снижение содержания золота с глубиной объясняется не «обеднением» месторождения, а обогащением его верхних горизонтов под влиянием процессов гипергенеза. Многочисленные наблюдения, проведенные в различных странах, доказали, что с разрушением золотосодержащих пород частицы золота освобождаются от вмещающих минералов и механически перемещаются вниз по трещинкам благодаря своему высокому удельному весу. Частично же золото растворяется и также переносится в более глубокие части месторождения, где вновь отлагается.

Состав золота изменяется в основном за счет выщелачивания серебра, что обусловливает иногда значительное повышение его пробы.

В результате, верхние горизонты месторождения, до зоны вторичного обогащения включительно, оказываются значительно богаче нижерасположенной неизмененной части месторождения. Такой важный факт, разумеется, учитывается при проектировании горнорудных предприятий, однако определить масштабы такого переноса золота удается не всегда. Сущность этих сложных процессов миграции и перераспределения металла еще не удалось выяснить сколько-нибудь полно, хотя и было создано немало гипотез. «Универсальной» же гипотезы нет и, очевидно, быть не может, Прав профессор М. Н. Альбов, когда говорит: «Объяснять явления вторичного золотого обогащения на каком-либо месторождении только одной из научных гипотез было бы совершенно неправильно».

12.1.2.Россыпи

Россыпные месторождения золота - это рыхлые золотоносные отложения обломочного материала, образовавшегося в результате разрушения коренных месторождений, которое происходит под действием физических и химических процессов выветривания. Россыпи могут быть элювиальными, делювиальными и аллювиальными.

Элювиальные россыпи образуются в месте выхода на поверхности коренных руд или на не большом удалении от них. Характеризуются малым количеством связанного золота, его сростков с породой и слабо-

285

измененной формой зерен золота. Элювиальные россыпи – не перемещенные продукты выветривания коренных источников. Они залегают на месте разрушения коренного месторождения. Материал их крупнообломочный, несортированный, так как они не были перенесены текущими водами. Значительная часть металла нередко заключена в обломках горных пород или в сростках с другими минералами. Иногда наблюдается его перераспределение в вертикальном разрезе россыпи за счёт гравитационной просадки плотных частиц. Существенной концентрации металла при образовании этих россыпей не происходит. Содержание золота над богатыми коренными источниками может достигать значительных величин, но из-за небольших масштабов эти россыпи редко имеют самостоятельное промышленное значение.

Делювиальные россыпи образуются на склонах при движении элювиальных россыпей, характеризуются большим количеством связанного золота. Они бедны и редко имеют промышленное значение. Делювиальные россыпи локализованы в отложениях плоскостного смыва продуктов выветривания коренных источников. Нередко они формируются в результате смещения вниз по склону элювиальных россыпей. Делювиальный смыв способствует улучшению сортированности материала в продольном разрезе россыпи от вершины склона к его подножию и появлению на поверхности склона шлихтовых прослоев, обогащенных тяжелыми металлами. Протягиваются они обычно на небольшое (порядка первых сотен метров) расстояние от источника, причем по мере удаления от него содержание металла заметно снижается. Их распространение и промышленное значение в целом невелико.

Аллювиальные (преобладающий тип россыпей), характеризуются практически отсутствием связанного золота, его сростков с породой и сильной степенью окатанности и истертости золота, зерен. Аллювиальные россыпи – речные отложения наиболее распространены. Они сформированны за счет размыва водотоками коренных источников или промежуточных коллекторов, содержащие промышленные концентрации металла. Большинство аллювиальных россыпей связано с горными реками. Россыпи не характерны для высокого и равнинного рельефа. Наиболее богатые скопления золота (и других тяжелых минералов) располагаются на относительно небольшом удалении от коренных источников. Однако с течением длительного времени золотники постепенно сносятся вниз по течению. На отдельных участках, даже весьма удаленных от источников, могут оказаться места, удобные для накопления тяжелых минералов, и тогда там возникают также россыпи. Напомним, что проба золота повышается по мере удаления от источника его. Оптимальные

286

условия для их присутствия – средне- и мелкогорный рельеф. Золото концентрируется в нижних слоях отложений, частицы металла окатаны и высокопробны.

Носителями связанного золота в россыпях могут быть не только первичные не успевшие разрушиться породы, но также и вторичные породы – глины. Это наблюдается в древних россыпях, особенно там, где при переносе золота происходило растворение и переосаждение его из растворов на глинистых минералах, обладающих сильно развитой и сорбционно активной поверхностью.

Основными компонентами самородного золота являются золото и серебро. Соответственно проба россыпного золота практически зависит лишь от соотношения этих двух элементов и колеблется в пределах 650950, чаще всего 750-850. Крупное золото, как правило, имеет высокую пробу, однако самое мелкое золото обычно еще3 более высокопробное. Плотность россыпного золота от 15 до 18 г/ см .

Содержание других элементов в золоте обычно составляет десятые доли процента, не превышая в сумме 0,5% редко до 1%. Наиболее часто встречаются кремний, магний, кальций, алюминий, железо, медь, ртуть, реже свинец, титан, никель, марганец, и совсем редко олово, платина, сурьма, хром, барий, мышьяк. Содержание большей части этих элементов объясняется механическими включениями в золоте породных минералов. Их можно обнаружить в полированных шлифах золота. В то же время медь, ртуть, никель, марганец, по видимому, могут входить и решетку золота, поскольку образуют с ним твердые растворы.

В некоторых россыпях золото имеет на своей поверхности пленки (золото в рубашке). Чаше всего эти пленки не сплошные и довольно тонкие. Толщина их составляет редко десятые доли миллиметра. По химическому составу это гидроксилы железа, либо гидроксилы марганца, либо сложные сульфидные соединения неблагородных металлов.

Это указывает на то, что химический состав зерен россыпного» золота не постоянен. Наиболее высокопробными оказываются ядра золотин, а поверхностные слои более низкопробными. При; этом интересно, что механическая прочность зерен, наоборот, растет от ядра к поверхности (результат перекристаллизации и наклепа).

Установлено, что пробность россыпного золота изменяется по простиранию россыпных месторождений. При этом по мере удаления россыпей от коренных источников пробность золота возрастает. Крупнейшие золоторудные месторождения России приведены в таблице 12.2.

287

Таблица 12.2

Крупнейшие золоторудные месторождения России (с запасами более 100т каждое) [52]

12.2.Руды золота

Классификация руд золота приведена на рисунке 12.3

12.2.1.Коренные руды

Перерабатываемые в настоящее время золотосодержащие руды характеризуются большим разнообразием. В коренных месторождениях золото наряду с простыми по вещественному составу рудами, в которых основным ценным компонентом является золото, а пустая порода представлена на 90-95% кварцем, большой удельный вес занимают комплексные руды.

288

Окисленные золотые руды обычно добывают из зон окисления. В них присутствуют окисленные минералы железалимонит и герматит, а сульфиды отсутствуют или содержаться в небольших количествах.

Золото-сульфидные руды

Золото-сульфидные руды характеризуются повышенным содержанием пирита, отсутствием в промышленных концентрациях сульфидов цветных металлов. Пирит присутствует в количестве 3-5% и выше. В некоторых рудах он составляет более половины всей массы.

Золотомышьяковистые

В золото-мышьяковистых первичных рудах в повышенных концентрациях (от нескольких процентов до 10%) присутствует арсенопирит, из других сульфидов - пирит, иногда пирротин. Сульфиды цветных металлов не имеют промышленного значения.

Золото - медные

Золото-медные руды содержат в промышленных концентрациях золото и медь. В первичных золотомедных рудах медь преимущественно представлена халькопиритом.

Лекция 25

План лекции: 1. Вторичные руды ( россыпи) [10 с 192-193,30 с 28-32] 2. Гранулометрический состав россыпного золота и форма его зерен [30 с 33-35] 3.Промывистость песков [30 с 41-48]

12.2.2.Россыпи

Россыпями называют скопление зерен (частиц) тяжелых и относительно устойчивых к агентам выветривания полезных минералов в рыхлых сцементированных обломочных отложениях, возникших в результате разрушения первичных по отношению россыпям коренных пород. В коренных породах полезные минералы находятся в сростках с породообразующими. Первым условием россыпеобразовательного процесса является дезинтеграция (высвобождение этих минералов) в результате физического (теплового расширения, расклинивающего давления жидкости, сжатия) и химического (процесса гидратации, диссоциации и окисления) выветривания. В процессе уже происходит не большая концентрация устойчивых (алмаз, корунд, золото, циркон, платина, рутил и т.д.) минералов за счет разрушения, растворения неустойчивых минералов и

290