Условия образования россыпей

Высвобождающиеся из горной породы в процессе ее выветривания минералы попадают в скопление рыхлых обломочных отложений, с которыми могут переноситься на то или иное расстояние от коренного источника и там откладываться, образуя россыпь. При этом содержание особо ценных минералов (золото, платина, алмазы) в россыпи может быть сравнительно небольшим (граммы и миллиграммы в 1 м³), и все же она будет выгодна для промышленной разработки с целью их извлечения. Для других менее ценных минералов (например, титана, олова) содержание их должно быть значительно выше (несколько килограммов в 1 м³).

В зависимости от того, каким ценным минералом обогащены рыхлые отложения, различают золото-, платино-, олово-, алмазоносные россыпи. Нередко россыпь содержит несколько полезных минералов. Такая россыпь называется полиминеральной.

По степени насыщенности отложений ценными минералами различают богатые и убогие (непромышленные) россыпи. При этом следует иметь в виду, что техника и технология добычи полезных ископаемых постоянно совершенствуются, возрастает также рыночная потребность в том или ином полезном ископаемом. Поэтому россыпь, отнесенная в данное время к разряду непромышленной, через несколько лет может оказаться выгодной для промышленного освоения.

По плотности полезного ископаемого различают россыпи тяжелых минералов (плотность 2,9 г/см³) и россыпи легких минералов (плотность менее 2,9 г/см³). Первые резко преобладают в природе. К россыпям легких минералов относятся россыпи горного хрусталя (разновидность кварца плотностью около 2,6 г/см³) и янтаря, являющегося ископаемой смолой хвойных деревьев (плотность около 1 г/см³).

Большинство ценных минералов в россыпях содержатся в виде мелких зерен, пластинок, чешуек, а некоторые (например, горный хрусталь) часто встречаются в форме крупных друз.

Наибольшая концентрация полезных ископаемых наблюдается в речных аллювиальных отложениях, которые являются важнейшим источником добычи многих ценных минералов. Если в реку попадает минерал большой плотности (например, золото), то он быстро оседает в нижней части песчано-галечных отложений и его дальнейшее местоположение будет зависеть от характера дна реки. На гладком скальном дне таким минералам трудно задерживаться. В тех местах, где поверхность дна трещиноватая либо изобилует неровностями (гребнями, впадинами), такие минералы легко задерживаются и могут образовывать значительные скопления. Если движущийся поток обломочного материала постоянно будет оставлять у препятствий все новые порции ценных минералов большой плотности, то возникнет богатая россыпь.

Таким образом, благоприятным условием для образования россыпи является длительный размыв рекой своего дна. Если же в реке преобладает не размыв дна, а накопление обломочного материала в течение длительного времени, то россыпь или совсем не возникает, или возникает убогая (бедная). Это объясняется тем, что ценные минералы, перемешиваясь с огромным количеством пустой породы, не образуют заметных концентраций. Глубина проникновения (миграции) ценных минералов в трещины пород достигает 50—60 см (чаще не более 10—20 см).

Ценные минералы могут задерживаться также перед скоплением валунов и за ним.

Это объясняется тем, что за каждым валуном возникают вихревые возмущения (поток из относительно ламинарного переходит в турбулентный или наоборот), что приводит к резкому замедлению скорости потока и создает благоприятные условия для выпадения из гидросмеси тяжелых частиц в осадок. Резкое замедление течения наблюдается также и ниже водопадов, где обычно концентрируются ценные минералы, образуя россыпь. Характер передвижения в водном потоке и последующая концентрация ценных минералов зависят от их плотности и размера. Применительно к формированию золотоносных россыпей это справедливо для сравнительно крупных зерен (от 2 мг и более), называемых пластовым золотом. Однако в природе встречаются зерна ничтожной массы (сотые доли миллиграмма), которые практически не тонут, а переносятся во взвешенном состоянии. Они имеют форму тонких чешуек. В практике такие зерна получили название косового золота. Пластовое золото обычно образует россыпь вблизи коренного источника, а косовое — на расстоянии (иногда на значительном). В процессе переноса часть золота растворяется в воде и выносится в море. Анализ показывает, что в 1 м³ морской воды содержится примерно 0,004 мг золота, а общее его количество в океанах оценивается различными исследователями в 5—10 млн т. Однако многочисленные попытки найти эффективный способ промышленного получения золота из морской воды не увенчались успехом, так как добыча его обходилась очень дорого.

Если в реку попадает минерал небольшой плотности (например, ильменит, плотность которого 4,7 г/см³), то большая часть его зерен не задерживается в отложениях, а уносится к устью реки. Скорость течения здесь резко уменьшается, и происходит выпадение зерен в осадок. Обычно зерна ильменита распределяются в толще осадка более или менее равномерно, так как его плотность близка к плотности всех вмещающих пород. Если россыпь возникла в дельте реки, она называется дельтовой. Россыпь, образованная в прибрежной части моря или озера, называется соответственно прибрежно-морской или прибрежно-озерной. Наиболее богатые дельтовые и прибрежно-морские россыпи возникают в том случае, когда коренной источник ценного минерала находится вблизи, а река, переносящая обломочный материал, имеет быстрое течение. При большом удалении коренного источника от моря и медленном течении реки ценный минерал осядет в аллювии реки и дельтовая или прибрежно-морская россыпь не возникнет.

Рассмотрим, как ведут себя при переносе ценные минералы небольшой плотности (например, горный хрусталь плотностью около 2,6 г/см³). Россыпи горного хрусталя обычно приурочены к логам, т.е. к небольшим долинам с временными водотоками. Отложения логов являются преимущественно делювиальными, образующимися в результате размыва склонов и переотложения материала на дне водотока. Такие смешанные отложения получили название аллювиалъно-делювиалъных, или ложковых. Еще одной особенностью россыпей горного хрусталя является то, что они находятся в непосредственной близости от коренного месторождения.

Процесс формирования ложковой россыпи можно представить себе следующим образом. В процессе химического выветривания коренного месторождения горный хрусталь под действием силы тяжести, дождевых и снеговых вод перемещается вниз по склону на дно лога. Маломощный водный поток в состоянии перенести не весь поступивший со склонов обломочный материал, а только часть его, преимущественно мелкозернистую. В результате горный хрусталь (особенно его крупные кристаллы) остается на месте и распределяется в рыхлых отложениях. В русле реки горный хрусталь обычно не образует россыпей, ибо перемещается со значительным количеством обломков других пород с аналогичной плотностью. Как правило, горный хрусталь сосредоточивается в непосредственной близости от коренного источника в верхней части лога. В устьевой части лога и несколько ниже (в конусе выноса) содержание горного хрусталя уменьшается и становится непромышленным. Поэтому горный хрусталь образует только делювиальные россыпи.

Минералы небольшой плотности медленнее проникают в глубь речных отложений, поэтому они могут уноситься потоком на значительные расстояния от коренного источника. Распределение этих минералов в толще рыхлых отложений более или менее равномерное (в отличие от очень тяжелых минералов).

Дальность переноса минералов зависит также от их механической прочности. Такие минералы, как алмаз, ильменит и рутил, могут переноситься на значительные расстояния (600—700 км) от коренного источника, не подвергаясь большому износу. Однако с увеличением расстояния от коренного месторождения размер зерен минералов и их содержание в речных отложениях уменьшаются.

Быстрым потоком зерна минералов переносятся дальше, чем медленным.

При переносе даже на небольшое расстояние от коренного месторождения такие минералы, как касситерит и особенно вольфрамит, вследствие своей хрупкости разрушаются. Промышленные россыпи касситерита располагаются от коренного месторождения обычно на расстоянии 2—3 км (редко на расстоянии 5—6 км), а россыпи вольфрамита — на расстоянии 1—2 км. На большем расстоянии от коренного источника зерна вольфрамита в аллювии вообще не наблюдаются.

По степени истираемости при переносе водным потоком минералы россыпей можно разделить на легкоистираемые (шеелит, вольфрамит, янтарь), среднеистираемые (монацит, золото, касситерит, платина) и трудноистираемые (ильменит, алмаз, рутил, циркон, горный хрусталь).

Типы россыпей

Процесс образования россыпей в пределах различных геологических формаций имеет определенную закономерность на всем пути перемещения продуктов выветривания от коренного месторождения до побережья морей и океанов. На этом пути последовательно возникают те или иные генетические типы россыпей, отличающиеся друг от друга местоположением, условиями накопления и концентрацией полезных компонентов, литологическим составом и др. Особое развитие россыпи получают в том случае, когда на предшествующем этапе геологической истории был широко развит мощный слой химического выветривания или оледенения. Это объясняется тем, что под влиянием выветривания и истирающего действия ледников огромные массы монолитных коренных пород с заключенными в них ценными минералами разрушаются и переходят в рыхлое состояние. При этом содержащиеся в них ценные компоненты высвобождаются от вмещающей породы и концентрируются в россыпях.

Известны металлоносные россыпи от докембрийского до четвертичного возраста. Это свидетельствует о том, что в течение всех геологических периодов имелись благоприятные условия для образования россыпей. Однако древние россыпи имеют сравнительно небольшое распространение, так как редко сохраняются в течение геологических периодов. По возрасту россыпи разделяются на три группы.

1. Россыпи четвертичные (новые) приурочены к современным речным долинам, морским и озерным прибрежным зонам. Они залегают горизонтально, а слагающие их обломочные отложения обычно рыхлые (редко сцементированные).

2. Россыпи мезозойские и третичные (древние) располагаются в депрессиях или отмерших участках древней гидросети и залегают, как правило, горизонтально. Слагающие их обломочные отложения либо рыхлые, либо сцементированные.

3. Россыпи допалеозойские и палеозойские (ископаемые) встречаются на плоских водоразделах, в депрессиях и в долинах под толщей четвертичных отложений. Они представлены обычно конгломератами, гравелитами и реже песчаниками, залегающими аналогично вмещающим их породам.

Древние и ископаемые россыпи часто называют погребенными россыпями. Они возникают в случае перекрытия россыпи более молодыми отложениями, напластование которых не является неразрывно связанным с процессом образования данной россыпи. Среди пород, перекрывающих такие россыпи, могут быть породы морские, озерные, аллювиальные, пролювиальные ледниковые, эоловые и вулканические (покровы лав и пеплов).

В результате последующих тектонических, климатических и других природных процессов связь россыпей с определенными формами рельефа часто нарушается. Сохранившиеся от размыва отдельные участки древних россыпей ныне располагаются в пределах иных форм рельефа, чем те, в которых они возникли.

В конце 50-х годов Н.Г. Бондаренко установил две закономерности распределения минералов в аллювиальных россыпях. Первая закономерность характеризует количественное распределение минералов. Суть ее состоит в том, что содержащиеся в аллювии ценные минералы не перемещаются водным потоком вниз по течению, поэтому россыпь, перекрытая в той или иной степени рыхлыми отложениями, не имеет разрывов и пережимов, т.е. является непрерывной. Вторая закономерность устанавливает характер распределения ценных тяжелых минералов в россыпи по гранулометрическому составу. На участке непосредственно ниже рудного тела содержание ценных минералов постепенно повышается и затем плавно убывает к концу россыпи. Первая закономерность (фактор непрерывности россыпи) свидетельствует о том, что разрывы, выявляемые иногда в россыпи разведкой, являются мнимыми. Продолжение этих участков следует искать на других геодезических уровнях (например, на более высоких речных террасах). Вторая закономерность позволяет определять место естественного окончания россыпи или место ее потери.

В зависимости от типа рыхлых отложений различают россыпи элювиальные, делювиальные, аллювиально-делювиальные (или ложковые), аллювиальные, пролювиальные, дельтовые (см. рис. 1.1), прибрежно-морские, прибрежно-озерные, ледниковые и эоловые. На водораздельных плато располагаются делювиальные россыпи.

По склону коренных пород протягиваются шлейфы элювиальных россыпей. У подножия склона на прислоненной части верхней террасы могут располагаться пролювиальные россыпи, ниже — аллювиальные, а на террасах — россыпи предыдущих эрозионных циклов. В отложениях долины располагаются долинные россыпи, в донных отложениях реки — русловые, а на при русловых отмелях — косовые россыпи.

Элювиальные россыпи залегают непосредственно на месте своего образования, т.е. над коренным месторождением (см. рис. 1.1). Обычно это плоские залежи, соответствующие по форме выходу коренного месторождения на земную поверхность. Обломочный материал россыпи является результатом разрушения пород и руд. Часто наблюдаются сростки с жильными минералами. Мощность отложений обычно незначительна. Иногда она достигает 2 м и более. Эти россыпи чаще не имеют промышленного значения и разрабатываются попутно с рудным месторождением. Лишь некоторые из них имеют самостоятельную промышленную ценность.

Как отмечалось, минералы, заключенные в монолитной горной породе, неодинаково реагируют на процесс химического выветривания. Одни из них легко разрушаются, другие являются весьма устойчивыми и не изменяются при разрушении вмещающей породы. Они переходят в свободное, несвязанное состояние и могут оставаться на месте, образуя элювиальную россыпь, или уноситься и откладываться в других местах.

По степени устойчивости к химическому выветриванию минералы россыпей подразделяются на весьма устойчивые (алмаз, золото, циркон, платина, рутил), устойчивые (ильменит, монацит), умеренно устойчивые (вольфрамит, шеелит), неустойчивые (киноварь, пирит).

Делювиальные россыпи образуются за счет размыва и переотложения элювиальных россыпей и обломочного материала коренного (материнского) месторождения. Они располагаются на склонах гор, оврагов, речных долин или у подножий склонов. По конфигурации эти россыпи бывают несколько вытянутыми по падению склона и расширяются у его подножия, а в плане имеют форму, близкую к треугольнику. Обломочный материал обычно плохо окатан и слабо сортирован. Зерна ценного минерала также слабо окатаны. Мощность отложений незначительна (1—3 м), но у подножия склона может достигать 30 м. Содержание ценных минералов в таких россыпях, как правило, уменьшается вниз по склону, так как происходит их перемешивание с пустой породой. Наибольшее скопление ценных минералов наблюдается в непосредственной близости от коренного месторождения. Россыпи этого типа редко имеют промышленное значение. При поисках они имеют важное значение, так как указывают на близость коренного месторождения.

Ложковые (аллювиалъно-делювиальные) россыпи по своему происхождению близки к делювиальным. Они образуются за счет размыва элювиальных россыпей, как правило, на дне распадков в результате сноса ценных минералов со склона дождевыми и талыми снеговыми водами или скатывания под действием силы тяжести. Кратковременный и малый ручей, протекающий по дну распадка, не оказывает существенного влияния на преобразование делювиальных отложений. Обломочный материал слабо сортирован, состав его разнообразен, окатанность различная. Залегают ложковые россыпи или в виде линз, или имеют расширенные контуры, соединяя аллювиальные россыпи смежных эрозионных уровней. Для металлоносных ложковых россыпей характерно в основном невысокое содержание металла, что обусловлено смешиванием металлоносного элювия с образующимся на этом склоне далювием и рассеянием металла на значительной площади. В отдельных местах промышленная концентрация металла приурочена к нижней части россыпи. Иногда максимальное содержание металла наблюдается в средней и верхней частях. Однако невыдержанность содержания и невысокое качество запасов ложковых россыпей компенсируются их незначительной глубиной залегания и благоприятными горно-геологическими условиями, позволяющими без особой подготовки в течение одного сезона вовлекать такие россыпи в эксплуатацию. Ложковые россыпи являются важным источником добычи алмазов и горного хрусталя.

Аллювиальные россыпи приурочены, как правило, к долинам рек и образуются в основном за счет размыва и переотложения делювиальных россыпей. Это наиболее распространенный в природе тип россыпей и самый важный источник добычи многих ценных минералов (золота, платины, алмазов и др.). Аллювиальные россыпи обычно характеризуются хорошей окатанностью обломочного материала, его слоистостью, разделением по крупности, плотности и разнообразием состава. Они залегают на сравнительно небольшой глубине и почти всегда связаны с современным рельефом. Более древние россыпи этого типа имеют связь с древним рельефом поверхности. Россыпи, образованные сравнительно недавно, представляют собой рыхлые отложения, легко доступные для разработки. По условиям залегания и расположению относительно русла аллювиальные россыпи разделяются на русловые, пойменные и террасовые.

Русловыми называются россыпи, приуроченные к руслам современных рек, косам, внутрирусловым отмелям, островкам и береговым отмелям, являющимся составной частью русловых отложений. Русловые россыпи разделяются на собственно русловые (приуроченные к руслам рек и неразрывно связанные с их деятельностью) и косовые.

Косовая россыпь (коса — низкая намывная полоса суши, примыкающая одним концом к берегу реки, моря, озера) — скопление наиболее мелких частиц ценного минерала, переносимых во взвешенном состоянии. Мелкие частицы минералов располагаются исключительно в верху толщи песчано-галечных наносов, вдоль выпуклых намывных берегов рек (пляжей), на островах, косах и отмелях, где относительно быстро уменьшается скорость течения при спаде полых вод и происходит выпадение минерала. Наиболее обогащенной этим минералом является головная часть косы (часть косы, расположенная выше по течению реки). Осаждение минерала в одном и том же месте приводит к тому, что отработанные россыпи с течением времени вновь обогащаются и восстанавливаются. Мелкие частицы способны переноситься во взвешенном состоянии на большое расстояние от коренного месторождения. Но на основании косовой россыпи можно судить, в каком направлении от нее расположены питающие эту россыпь коренное месторождение и русловая россыпь.

Пойменными называются россыпи, приуроченные к нижней части поймы реки, т.е. к той ее части, которая сложена грубозернистыми разностями пород (галечниками, валунами). Россыпи этого типа обычно залегают на коренных породах. В некоторых случаях россыпи могут быть представлены двумя пластами, один из которых залегает на промежуточных глинистых пустых породах. В зависимости от глубины залегания различают россыпи неглубокие и глубокие (при глубине залегания более 15 м).

Террасовые россыпи представляют собой остатки старых пойменных россыпей.

В аллювиальных россыпях наиболее часто наблюдается четкое разграничение напластований пустых отложений (верхняя часть) и металлоносных (нижняя часть). Россыпи этого типа по своей форме являются лентообразными (вытянутыми параллельно речной долине). На широких аллювиальных долинах такие россыпи могут образовываться в нижнем течении реки за счет концентрации ценных минералов (переносимых во взвешенном состоянии) на участках с замедленным течением.

Пролювиальные россыпи приурочены к конусам выноса горных рек. Наиболее благоприятным местом для возникновения такой россыпи является та часть реки, где она выходит из горной долины на равнину, т.е. самая вершинная часть конуса выноса, поскольку здесь уменьшается скорость потока воды и происходит выпадение ценных минералов. В остальной части конуса выноса не наблюдается значительной концентрации ценного минерала, так как он рассеивается в большом объеме обломочного материала, выносимом горным потоком. Обычно этот тип россыпей сложен галечным и валунным материалом. Пролювиальные россыпи могут возникать также под действием временных мощных водных потоков у понижений склонов возвышенностей, что связано с отложениями селей, размывом сухих дельт и др. Они образуются обычно в районах с сухим климатом в периоды ливней, вызывающих обильные водотоки. Обычно богатые россыпи этого типа встречаются редко. Основным источником, за счет которого происходит формирование пролювиальных россыпей, являются в основном размыв и переотложение наносов аллювиальных россыпей.

Дельтовые россыпи приурочены к дельтам рек и лагунам. Они образуются в результате выноса водным потоком и отложения в дельте (лагуне) обломочного материала. Здесь могут накапливаться ценные минералы сравнительно небольшой плотности (например, ильменит плотностью 4,7 г/см³). Мощность отложений обычно значительна и может достигать многих десятков метров. Галечники присутствуют редко и только в верхних горизонтах. Ценные минералы представлены, как правило, мелкими зернами. Этот тип россыпей является как бы переходным от речных к прибрежно-морским россыпям и изучен недостаточно.

Прибрежно-морские и прибрежно-озерные россыпи образуются в результате преобразования дельтовой россыпи в прибрежную под действием разрушающей силы морских волн, течений, приливов и отливов, разрушения коренного месторождения (расположенного в сфере деятельности моря) или более древнего россыпного. Они протягиваются в виде длинных узких полос вдоль побережья от устья питающей реки или от выхода рудоносных коренных пород на берегу моря в направлении господствующих ветров. Мощность современных россыпей колеблется в пределах 0,5—10 м. По отношению к уровню воды расположение россыпей различно. Современные прибрежные россыпи залегают на уровне моря (пляжевые) или несколько ниже его (шельфовые). Более древние россыпи могут быть террасовыми, если уровень моря понизился, или погребенными, если уровень моря повысился.

Морские и озерные россыпи образуются в полосе морского шельфа или на дне озер и обычно располагаются ниже уровня воды. Среди них выделяются прибрежно-морские россыпи, затопленные при морских трансгрессиях, россыпи, образованные на дне морей морскими течениями, и россыпи подводных дельт, являющиеся продолжением поверхностных действующих или древних речных долин (см. рис. 1.2). Эти россыпи разнообразны по форме, расположению относительно элементов морфологии береговой линии и дна, глубине подводного залегания, размерам и пространственной конфигурации, гранулометрическому и минеральному составу. В большинстве случаев они вытянуты вдоль берега, имеют малую мощность и, как правило, значительную протяженность. Содержание полезных компонентов в этих россыпях невысокое. По зарубежным данным содержание золота и олова составляет соответственно 260 мг/м³ и 0,3—0,6 кг/м³. Однако крупные размеры россыпей обусловливают значительные запасы ценных минералов в них. В настоящее время морские (особенно шельфовые) россыпи являются важнейшим источником мировой добычи многих минералов (табл. 1.3). Они занимают второе место после аллювиальных россыпей.

Ледниковые россыпи образуются путем переноса и накапливания обломочного материала сползающими с гор ледниками. Для россыпей этого типа характерны плохая отсортированность материала и наличие глыб и валунов. Мощность отложений колеблется от нескольких и до десятков метров. К ним относятся также россыпи, связанные с моренами. Последние образуются при разрушении ледником делювиальных россыпей и др. Некоторые из моренных россыпей имеют промышленное содержание ценного минерала, но характеризуются небольшими размерами и запасами. Такие россыпи ценны как источник образования аллювиальных россыпей. Иногда ледник, двигаясь по россыпи, не разрушает ее, а погребает под своими наносами, образуя так называемые погребенные россыпи. Поиск таких россыпей сопряжен с большими трудностями.

Эоловые россыпи формируются в основном при перевевании россыпей другого типа (аллювиальных, прибрежно-морских и др.). Воздушным потоком вместе с песком и пылью переносятся лишь сравнительно легкие и мелкие (пылевидные) зерна минералов (например, ильменита). Если же россыпь образована сравнительно крупными и тяжелыми зернами минералов, то ветер не в состоянии их переместить. В этом случае ветер выносит мелкие песчаные и пылевидные частицы пустых пород, обогащая оставшуюся россыпь. Наиболее часто эоловые россыпи образуются вдоль морских побережий и в сухих пустынных областях (рис. 1.4), где процессы дефляции и переноса обломочного материала ветром имеют исключительное значение. В этих условиях они часто образуются в процессе физического и химического выветривания пролювия и выдувания тонких продуктов выветривания, связанных с остаточным скоплением тяжелых ценных минералов. Более мелкие россыпи часто приурочены к тыловым шлейфам отдельных дюн, а также к мелким котловинам и впадинам пустынь. Обычно они представляют собой скопления зерен тяжелых минералов на поверхности пустынных отложений.

На протяжении многих десятилетий разработка золото- и платиноносных россыпей осуществлялась с нарастающей интенсивностью. В дореволюционный период в эксплуатацию вовлекались наиболее богатые россыпи. Хищническая разработка, низкий уровень техники и технологии горных работ и обогащения обусловливали высокие потери минералов.

В предвоенные и послевоенные годы и ныне в разработку начали вовлекать россыпи более сложные по составу и условиям залегания (россыпи, пораженные многолетней мерзлотой и представленные тяжелыми глинами), при обогащении которых с комьями мерзлых пород и труднопромывистыми мясниковатыми глинами имели место повышенные потери минералов. Отвалы от этих работ с течением времени подвергались выветриванию, в результате чего зерна минералов высвобождались, повторно образуя россыпь, пригодную для вторичной разработки. В настоящее время россыпи, возникшие при выветривании отвалов погашенных горных работ, переотложений этих отвалов и небольших целиковых участков, представляющие по данным геологической переоценки промышленный интерес, называются техногенными. Эти россыпи имеют практическое значение и в все возрастающем объеме вовлекаются в эксплуатацию.

По условиям образования различают россыпи ближнего сноса, россыпи водного потока и россыпи крупных водоемов (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Строение россыпей

Россыпи могут располагаться непосредственно на дневной поверхности, под слоем воды и под покровом толщи более молодых рыхлых отложений. Россыпи последнего типа называются погребенными.

Во многих россыпях минералы (особенно тяжелые) концентрируются в нижней части отложений, и толща их в этом случае разделяется на две части: нижнюю, называемую песками, или пластом, и верхнюю, называемую торфами. На россыпях под понятием «пласт» подразумевается залежь продуктивных пород (песков) практически любой конфигурации.

Пески — собирательный термин, под которым понимается любая порода (песок, супесь, галечник и др.), содержащая ценный минерал. Пески обычно состоят из валунно-галечных отложений, содержащих в качестве связующей массы примесь песчаных и глинистых частиц. В них концентрируется основная масса тяжелых минеральных частиц.

Пески залегают на скальном основании, которое называется плотиком россыпи. Полезное ископаемое концентрируется не только в песках, но и часто в верхней части трещиноватого (разрушенного) плотика, куда зерна полезного ископаемого легко проникают (мигрируют) при перемещении и осаждении. Рельеф поверхности и состояние пород плотика оказывают большое влияние на распределение и концентрацию ценных минералов в россыпи (карстовые углубления в известняке, ребристость сланцев, наличие трещиноватости значительно способствуют улавливанию зерен ценных минералов). Плотик, представленный коренными породами, может быть ровным, волнистым и ребристым.

Ровный и гладкий плотик обычно образован массивными скальными породами. Он не благоприятствует концентрации ценных минералов.

Волнистый плотик возникает в неравномерно размываемых породах и характеризуется наличием выступов и углублений речного ложа, способствующих развитию турбулентного движения потока и вихревых возмущений у его дна, а также неравномерному накоплению (иногда очень мощному) ценных минералов. Разновидностью волнистого плотика может служить раскарстованный плотик карбонатных пород.

Ребристый плотик возникает, когда река размывает тонконапластованные или сильнотрещиноватые породы. Для образования россыпей благоприятно встречное положение ребер дна реки, способствующее появлению протяженных и богатых россыпей. При этом часть минералов может забиваться в расщелины ребровика, проникая иногда на глубину, равную нескольким десяткам сантиметров.

Торфа — собирательный термин. Под ним понимается любая пустая порода, в которой зерна ценного минерала практически отсутствуют или содержатся в непромышленной концентрации. В общем случае торфа представляют собой песчано-глинистые отложения (иногда с линзами галечника), часто относящиеся к фации прирусловых отмелей. Они обычно содержат мало тяжелых минералов и с увеличением глубины постепенно переходят в пески. Четко выраженной границы между торфами и песками может не быть.

Концентрация ценных минералов на отдельных участках россыпи различна. Наиболее обогащенная часть залежи называется струей россыпи. Встречаются россыпи с несколькими струями. Часто встречаются россыпи с несколькими горизонтами обогащенных песков, разделенных мощными прослойками пустой породы. Такие россыпи называют сложными. В этом случае прослой пустой породы, располагающийся над обогащенным горизонтом, играет роль торфов, а располагающийся под ним — роль плотика. Такой плотик называется ложным, так как ниже него залегают другие горизонты песков (рис. 1.5).

Сложные россыпи возникают при переменном отложении песков и торфов, обусловленном чередованием длительных периодов размыва и накопления отложений. Обычно ложный плотик слагается глиной.

Нижние горизонты сложных россыпей могут считаться также погребенными россыпями.

Содержащиеся в песках и торфах минералы разделяются на две группы: минералы, представляющие промышленную ценность (золото, платина, алмаз, касситерит, ильменит, рутил, шеелит, вольфрамит, циркон, монацит, танталит, колумбит, горный хрусталь, янтарь), и минералы, не представляющие промышленной ценности. Среди последних можно выделить минералы-спутники, указывающие на наличие в россыпи ценных минералов (например, красный гранат свидетельствует о наличии алмазов), и минералы-индикаторы, облегчающие поиск коренного месторождения.