Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Минерагения месторождений песчано-гравийно-галечного аллювия Прикамья 17
1.1. Динамика руслового потока 18
1.2. Фации и литолого-генетические типы руслового аллювия 20
1.3. Строение горно-равнинного аллювия 24
1.3.1. Типизация горно-равнинного аллювия 24
1.3.2. Влияние процессов дифференциации и интеграции обломочного материала 30
1.3.3. Мощность 38
1.3.4. Линзовидность 42
1.4. Гранулометрический состав руслового аллювия 45
1.4.1. Зональность гранулометрического состава руслового аллювия 46
1.4.2. Сопряженность содержания размерных фракций 49
1.5. Петрографический состав гравийно-галечных отложений 54
1.5.1. Источники питания четвертичного аллювия 55
1.5.2. Четвертичный аллювий притоков Камы 60
1.5.3. Четвертичный аллювий Камы и Среднего Прикамья 65
1.5.4. Влияние техногенного фактора 66
1.6. Минеральный состав псаммитов и песка-отсева 69
Глава 2. Минерагения месторождений золотоносного аллювия 71
2.1. Региональное распределение золотоносности 72
2.2. Грануломорфометрические показатели золота дальнего сноса и их региональное изменение 2.2.1. Гранулометрический состав золота 86
2.2.2. Средняя масса знака золота 91
2.2.3. Морфология частиц золота 99
2.3.Сопряженность содержания размерных фракций золота 110
2.4. Распределение концентраций золота в плане и по разрезу аллювия 113
2.5. Литолого-фациальный контроль золотоносности 124
2.6. Неотектонический контроль золотоносности 130
2.7. Процессы мезозой-кайнозойской тектоно-магматической активизации в осадочном чехле Восточно-Европейской платформы 136
Глава 3. Минерагения и техногенный рудогенез золотоносного аллювия 139
3.1. Концепция техногенеза и техногеогенеза как совокупность геологических процессов 139
3.2. Механическая дифференциация, интеграция и техногенные фации, формирующиеся при техногенезе 143
3.2.1. Намывные фации промышленных шлюзов гидравлической промывки 152
3.2.2. Намывные фации разведочных шлюзов 170
3.2.3. Намывные фации песков-отсевов 171
3.2.4. Отвальные (насыпные) фации 174
3.2.5. Отвально-намывные фации 184
3.3. Концепция техногеогенеза 188
3.3.1. Физико-химическая дифференциация и интеграция осадков-при техногеогенезе 189
3.3.2. Физико-химическая дифференциация и интеграция золота при техногеогенезе 202
3.3.3. Биохимическая дифференциация и интеграция золота 221
3.3.4. Технологическое значение техногеогенеза золота 224
3.4. Техногенный рудогенез (управление формированием повышенных концентраций золота) 226
3.4.1. Механическая дифференциация 227
3.4.2. Физико-химическая дифференциация 230
Глава 4: Перспективы комплексного освоения золотоносного аллювия 242
4.1. Теоретические основы принудительной механической дифференциации 242
4.2. Основные направления изменения состава песков из песчано-гравийных и песчаных месторождений 253
4.3. Оценка песчано-гравийных месторождений золотоносного аллювия как комплексного минерального сырья 264
4.3.1. Песчано-гравийные месторождения бассейна р. Кама 265
4.3.2. Песчано-гравийные месторождения бассейна р. Чусовая 275
4.3.3. Песчано-гравийные месторождения бассейна р. Белая 283
4.3.4. Песчано-гравийные месторождения бассейна р. Урал 288
4.3.5. Песчано-гравийные месторождения бассейна р. Печора 289
4.3.6. Типизация месторождений золотоносного аллювия 292
4.4. Перспективы использования песков — продуктов принудительной механической дифференциации 298
4.4.1. Пески — инертные заполнители для производства бетонов 298
4.4.2. Песок - заполнитель для гидравлического разрыва пластов при добыче нефти 304
4.4.3. Песок строительный, формовочный 305
4.4.4. Стекольные пески 308
4.5. Технологические испытания по получению концентратов 323
благородных металлов и ценных минералов 325
4.5.1. Золотосодержащие концентраты 325
4.5.2. Концентраты ценных минералов 328
4.6. Принципиальная технологическая схема комплексной разработки песчано-гравийных месторождений золотоносного аллювия 337
4.7. Опыт практической реализации попутного извлечения благородных металлов на объектах Урала 342
4.7.1. Перспективы расширения минерально-сырьевой базы приисков Урала 343
4.7.2. Дражная разработка на р. Тура 346
4.7.3. Гидравлическая разработка на pp. Северная-Тискос 354
4.7.4. Отработка отвальной фации Исовского прииска 355
Заключение 358
Список использованных источников 361
- Влияние процессов дифференциации и интеграции обломочного материала
- Неотектонический контроль золотоносности
- Физико-химическая дифференциация и интеграция золота при техногеогенезе
- Дражная разработка на р. Тура
Влияние процессов дифференциации и интеграции обломочного материала
Дифференциация аллювия представляет собой процесс разделения обломков по крупности (гранулометрическому составу) и строению (сосредоточению обломочного материала близкого гранулометрического состава в однородных горизонтах речных осадков). Главными факторами проявления дифференциации являются динамика водного потока, с одной стороны, геологические условия территории и исходный состав обломочного материала, с другой стороны. Характер дифференциации аллювия на горизонты изменяется по мере удаления от гор к равнине. Строгая последовательность проявления этого процесса констатируется там, где незначительно влияние новых источников питания обломочным материалом и на больших участках долины реки. Примеры влияния дифференциации аллювиальных осадков на строение песчано-гравийного горизонта прослежены во многих реках Западного Урала (pp. Косьва, Чусовая и др.). Проследим дифференциацию и изменение песчано-гравийного горизонта на примере р. Камы и р. Чусо-вой от гор Урала через Предуральский краевой прогиб (депрессионную зону) к Восточно-Европейской платформе.
В верховьях левых притоков р. Камы в разрезе аллювия преобладают песчано-гравийные отложения. Среди них встречаются валуны. Они формируют выдержанный мощный горизонт. Песчано-гравийные отложения перекрывают глины и суглинки незначительной мощности. В нижнем течении притоков возрастает относительная доля глин. Редко прослеживается линзообразный горизонт песков, разделяющий глины и песчано-гравийные отложения. На средней Каме разрез аллювия изменяется. Три горизонта: песчано-гравийный - в основании, песчаный - в средней части и глинистый - вверху аллювиальной свиты становятся равными по мощности. На нижней Каме песчано-гравийные отложения имеют ограниченное распространение в виде отдельных линз значительных размеров. Пространственное распределение их отличается четковидным характером. В разрезе преобладают пески.
Интеграция аллювия представляет собой процесс ассимиляции (включения) новых порций обломочного материала, ведущий к изменению строения аллювия. Влияние процесса интеграции осадков на строение песчано-гравийного горизонта в аллювии оценено по двум направлениям: путям поступления песчано-гравийных осадков и положению горизонта в аллювиальной толще.
Песчано-гравийный материал поступает в аллювий двумя путями: 1) непосредственно при разрушении и перемыве горных пород источников питания; 2) выносом из притоков. Для малых рек более характерен первый путь формирования песчано-гравийного горизонта. На крупных реках главное питание осуществляется за счет аллювиального материала притоков. Средним рекам свойственны различные комбинации.
Поступление песчано-гравийного материала непосредственно из источников питания не территории Западного Урала и Предуралья прослежено на примере конгломератов. На данной территории широко развиты нижне-, верхнепермские и мезозойские конгломераты, которые служат одним из основных поставщиков гру-бообломочного материала в аллювий. Нижнепермские (главным образом артин-ские) конгломераты развиты на Западном Урале и протягиваются широкой полосой субмеридионального простирания. Верхнепермские (белебеевские и шешмин-ские) конгломераты установлены на большой площади юга Пермского края. На западе и северо-западе Пермского края распространены татарские конгломераты. Среди отложений Вятско-Камской впадины установлены мезозойские конгломераты.
Размыв конгломератов сопровождается интеграцией их грубообломочного материала. В долинах рек формируется грубообломочный горизонт. Так, на участках размыва нижнепермских конгломератов в четвертичном аллювии р. Чусовой иногда скапливаются глыбы конгломератов (Кожухов, 1950).
Нижнепермские конгломераты (артинские) размываются левыми притоками р. Камы. При этом наблюдается ясно выраженная интеграция грубообломочного материала и формирование устойчивого гравийно-галечного горизонта в аллювии. Значительная доля обломочного материала конгломератов первично дифференцирована водными (предположительно речными) потоками. Песчано-гравийно-галечный материал, поступая в аллювий, вновь подвергается последующей дифференциации. Так, в нижнем течении р. Усьвы размыв артинских конгломератов приводит к формированию современного аллювия. В левом борту долины у основания склона размываемых конгломератов отлагаются бечевниковые образования слабодифференцированных галечников. У правобережной поймы формируются более дифференцированные отложения намывных кос. Крупность косовых галечников отражает гранулометрический состав обломков конгломератов размываемого участка.
Верхнепермские конгломераты составляют незначительную долю в геологическом разрезе. Однако они обладают высокой устойчивостью к динамическим воздействиям среды и оказывают определяющее влияние на строение песчано-гравийно-галечного горизонта в четвертичном аллювии по долине р. Камы ниже г. Перми, а также ее правых и части левых притоков.
Выходы верхнепермских конгломератов зафиксированы во многих районах. Нередко конгломераты расположены на высоких отметках рельефа и «бронируют» подстилающие аргиллиты и другие, легко размываемые породы. Мощность конгломератов достигает 10-15 м. Среди них встречаются линзы песков, имеющие подчиненное значение (рис. 1.8). В условиях приподнятого положения конгломераты часто расцементированы. На многочисленные выходы этих пород указывал Н.В. Чернышев (1957 г.). Часть конгломератов разведана как месторождения гравийного сырья: Качкинское, Капкан, Дубовая Гора (Ремаренко и др., 1986 г.). При разрушении конгломератов грубообломочный материал проецируется на нижние уровни и поступает в современный аллювий малых рек, которые поставляют его для более крупных рек (Тулвы, Ирени, Бабки и др.). В результате в строении аллювия этих рек четко обособляются два горизонта: песчано-гравийно-галечный в основании и суглинисто-глинистый вверху разреза. Между ними встречаются линзы песков, которые в отдельных случаях дифференцируются в достаточно выдержанный горизонт (рис. 1.6).
На северо-западе Пермского края основное влияние на строение четвертичного аллювия оказывают верхнепермские и мезозойские конгломераты. Верхнепермские (татарские) конгломераты, развитые здесь, вытянуты длинной полосой субмеридионального направления в нескольких километрах западнее линии между г. Кудымкар, п. Юрла и п. Гайны. Своей формой они напоминают сохранившиеся от денудации фрагменты палеодолин протяженностью сотни метров-первые километры. В настоящее время они закартированы как образования, сохранившиеся на высоких участках рельефа. В продольном разрезе залежей наблюдается неравномерное положение подошвы верхнепермского аллювия. В поперечном сечении отложения имеют корытообразную форму. В основании разреза конгломератов выделяется песчано-гравийный горизонт, залегающий с размывом на аргиллитах верхней перми. На отдельных участках отмечен частично размытый горизонт покровных суглинков и глин. В Удмуртии, Кировской области и части Пермского края их называют «пугами».
Мезозойские галечники выходят на дневную поверхность по периферии Вят ско-Камской впадины. Наибольшее распространение (рис. 1.9) они получили в основании разреза юрских пород (Наборщиков и др.,1963; Ивашов, 1981) и выделяются как надрудная пачка средней юры (Накорякова, 2002 г.; Наумов и др., 2003 г.). Гравий и галька залегают в прослоях песков или рассредоточены по всему разрезу. По петрографическому составу они однообразны: кварц, кремни, значительно меньше кварцитов, кварцевых песчаников, единичные обломки метаморфических сланцев. Средняя мощность отложений 20-30 м. По многим представлениям терригенная толща средней юры представляет собой речные палеодолины.
Строение четвертичного аллювия рассмотрим на примере отложений pp. Камы и Вятки в их верхнем течении, сформированных за счет интеграции и последующей дифференциации обломочного материала мезозойских и верхнепермских пород. В разрезе аллювия р. Камы преобладают пески, гравия и гальки меньше. Однако песчано-гравийный горизонт здесь ясно выражен (рис. 1.3). В современном аллювии линзы песчано-гравийного материала мощностью до 9 м выделены в пределах русла р. Камы в районе п. Гайны (Ремаренко и др., 1986 г.). Нередко песчано-гравийные линзы переслаиваются с песками и имеют двухъярусное строение. Подавляющее распространение песков в мезозойских отложениях и ограниченное развитие песчано-гравийных отложений, а также характер неотектонических движений определяют линзовидное строение песчано-гравийного горизонта четвертичного аллювия.
В верховьях р. Вятки четвертичный аллювий в большей степени, чем на р. Каме наследует вещественный состав терригенных отложений питающей провинции. В результате на второй надпойменной террасе р. Вятки вблизи п. Кире сформирован песчано-гравийный горизонт переменной мощности, перекрытый песками (рис. 1.7). Преобладание песков в мезозойских отложениях привело к ограниченному распространению пойменных глин.
Неотектонический контроль золотоносности
Влияние локальных неотектонических движений земной коры на золотоносность русловых отложений детально прослежено на 8 км участке формирования горно-равнинного аллювия в долине р. Миасс. Проанализировано более 1000 золотоносных проб (Лунев и др., 1987).
Неотектоническая структура (шириною первые километры) испытывает локальный подъем на фоне регионального опускания территории. Неотектонические движения отражаются на продольном профиле водной поверхности и, следовательно, на динамике водного потока. Это ведет к локальному изменению процессов механической дифференциации. Докажем это на примере строения и состава руслового аллювия.
По общей схеме строения коренные породы (глинисто-щебнистые коры выветривания) перекрыты гравийно-галечными отложениями с материалом кор выветривания. Выше по разрезу расположен гравийно-галечный аллювий с глинисто-песчаным заполнителем, затем пески. Заканчивается разрез иловатыми глинами.
Уклоны подошвы аллювия на разных участках структуры резко отличаются (рис.2.21). На верхнем по течению реки отрезке длиной 4,2 км перепад высот составляет 3 м; на среднем (1,8 км) - 3,5 м (встречный уклон); на нижнем (2 км) — 3,2 м. Поверхность террасы и подошва аллювия в границах структуры приподняты на 3,5 и 5,3 м, соответственно, уменьшена ширина долины. Детальный анализ изменения высоты уровня водной поверхности над плотиком, а также мощностей аллювия и русловой фации (рис.2.22) свидетельствует об их резком изменении. Над положительной структурой наблюдается почти двукратное сокращение мощности аллювия и трехкратное - русловой фации. Ниже структуры наблюдается качественное изменение в строении. Двучленный аллювий преобразуется в трехчленный. В разрезе появляется хорошо дифференцированный горизонт песков и сокращается мощность осадков пойменной фации. Мощности аллювия и русловой фации увеличиваются почти в полтора раза, превышая их значения до структуры.
В составе русловой фации аллювия также наблюдаются резкие изменения. Содержание крупных фракций (более 25 мм) в границах структуры увеличивается до 21% против 10% верхнего по течению участка реки. Наиболее резкое изменение выхода крупных фракций отмечено на встречном русловому потоку крыле структуры (рис.2.21). Обратная зависимость характерна для частиц фракции менее 0,5 мм. На участке положительной структуры отмечено их минимальное содержание.
Золотоносность на участке положительной неотектонической структуры изменяется под воздействием процесса механической дифференциации. Концентрации золота (частиц размером менее 0,5 мм) распределены по долине реки неравномерно. Средние значения содержания золота рассчитаны по профилям с учетом большого количества скважин (Дунаев, 1986 г.). На верхнем участке содержание золота составляет 24 у.е. (условные единицы). На участке наибольшего тектонического прогибания перед положительной структурой содержание металла уменьшается до 18 у.е. и границах положительного подъема земной коры отмечено максимальное содержание металла - 42 у.е. Ниже структуры содержание последовательно убывает я достигает 15 у.е. Сравнение золотоносности аллювия на разных участках структуры свидетельствует о значительном (почти в 2 раза) увеличении содержания металла на положительной структуре
Распределение золота в вертикальном разрезе аллювия сопряжено с тектоникой. В верховьях реки наибольшие концентрации золота отмечены в 0,5-1,5 м над плотиком; перед положительной структурой 1,5-3 м; в границах оводовой части положительной структуры 1-2 м; на участке отрицательной структуры 3— 4,5 м. От истока к устью максимальные концентрации золота удаляются от подошвы аллювия (возвышается над подошвой) с разницей до 4 м. Однако закономерный подъем наиболее обогащенной золотом части над плотиком нарушается в границах локального подъема земной коры. Обогащенная часть опускается к плотику и отделена от него интервалом в 1 м.
Распределение концентраций золота в вертикальном разрезе также установлено по изменению среднего содержания золота в богатых линзах (рис.2.23). Прослежено закономерное увеличение содержания металла в зонах локального подъема земной коры и уменьшение на участках локального прогибания (рис.2.24).
Увеличение золотоносности на участках локального тектонического поднятия происходит в результате интенсивного перемыва и дифференцированного выноса мелкообломочного аллювия (фракция менее 0,5 мм). Возрастание золотоносных концентраций происходит по двум направлениям. Во-первых, сокращается объем золотоносного материала. Во-вторых, в аллювиальную переработку вовлекается больший объем золотоносного материала подстилающей коры выветривания. Только двукратным уменьшением мощности и ширины долины реки можно объяснить значительное повышение золотоносности аллювия. Кроме того, активизация динамики водного потока в пределах положительной структуры способствует лучшей дифференциации частиц аллювия и золота. Повышенные концентрации более мелкого золота, вероятно, следует ожидать ниже по течению от положительной структуры.
Таким образом, можно констатировать, что процессы концентрации рассеяния золота подчиняются более общему процессу механической дифференциации осадков на участках неотектонической активности.
Неотектонические движения являются важным фактором локального изменения процессов концентрации и рассеяния золота. С их учетом может быть рассмотрена общая схема формирования золотоносности в дальних ореолах рассеяния, которая может служить методической основой для прогнозирования золотоносности в разных геологических условиях.
Золотоносность дальних ореолов рассеяния (рис.2.25). В горах в зонах неотектонического подъема земной коры (горсты, зона сопряжения) мощность аллювия незначительна, богатые по содержанию золотоносные пласты представляют собой монолитные, ясно прослеживаемые относительно маломощные образования около плотика (зона А). На участках опускания земной коры (впадины) среди гор и предгорьев мощность аллювия возрастает, золотоносный пласт расщепляется на ряд составляющих относительно бедных пропластков (зона Б). При последующем удалении от источников на равнинах (в дальних ореолах рассеяния) механическая дифференциация приводит к рассредоточению металла в толще аллювия. Здесь знаки золота концентрируются в маломощных, небольших по площади, бедных по содержанию линзах (зона В). Последующие процессы механической дифференциации способствуют рассредоточению в толще аллювия мелкого пылеватого металла в виде единичных знаков с кларковым содержанием (зона Г).
Физико-химическая дифференциация и интеграция золота при техногеогенезе
Минералогия золотосодержащих фаз обусловлена сочетанием неоднородности поступавшего в нее вещества: и воздействием на минеральные фазы; отвалов комплекса геологических факторов, воздействующих на, техногенные образования: Морфология и? внутреннее строение зерен золота, изучены (Генералов; Наумов, 1996) при помощи оптической и электронной; микроскопии рентгеноспектрального анализа на некоторых объектахУрала.
Внешний облик изученных зерен крайне разнообразен. Помимо типичных для многих россыпей сильно- и среднеокатанных уплощенных, комковид-ных зерен отмечены различные зерна с зернистой (рис.3.18), пластинчатой (рис.З; 19), лепестковидной поверхностью, зерна микродендритового характера, «горчичное» золото (агрегат мельчайших изометричных зерен (рис; 3.20) и др;
Характер внутреннего строения изучавшихся зерен также очень разнообразен. Bov многих зернах можно обнаружить несколько различающихся по составу фаз представляющих как исходное вещество, так и продукты его прет образования-под действием различных факторов в процессе формирования и переработки россыпей.
Особенностью изучения благородных металлов в техногенных фациях является невероятная сложность идентификации собственно техногеогенных преобразований, инициированных изменениями среды в техногенных условиях. Порядок и механизмы изменений минеральных фаз золота, по-существу, не отличаются от таковых в природных условиях. Наиболее отчетливые изменения были выявлены при влиянии поверхностных взаимодействий первичных золотоносных фаз: 1) с ртутью (ртутные взаимодействия), образования и эволюция амальгамированных частиц, диспергация и агрегирование зерен; 2) изменениями составов золотосодержащих интерметаллидов, замещение и укрупнение; 3) с образованием корочек и налетов гидрооксидов железа и марганца, формирование железистого цемента.
Исходные фазы системы Au-Ag обычно находятся в центральных частях изученных зерен, иногда в виде небольших, по сравнению с объемом зерна, реликтов (рис. 3.21; 3.22). Их пробность варьирует от более 990 до 600, чаще 850-900 (табл.3.12). Кроме первичных фаз системы Au-Ag в россыпи были обнаружены также фазы системы Au-Cu (близкие по составу к Au3Cu), образующие ламелларные срастания с фазами Au-Ag, очевидно в результате распада твердого раствора системы Au-Ag-Cu (рис. 3.23). Присутствуют и более редкие интерметаллиды системы Au-Pb, по составу аналогичные минералу хун-чуниту (Au2Pb) (рис. 3.24). Нельзя исключить и первичный характер фаз зерна цинкистой меди в которой обнаружены включения амальгамы золота. Кроме того, в изученных зернах, в срастании с золотосодержащими фазами часто присутствуют минералы ЭПГ (в основном, Pt-Fe интерметаллиды) (рис. 3.25).
Ртутные взаимодействия. Главным фактором преобразования первичных фаз на изученных объектах Урала, с которыми связано усложнение их фазового состава, в основном, связано с образованием и последующим разложением ртутьсодержащих фаз (амальгам). Ртуть на уральских объектах часто рассматривают как результат техногенного воздействия на отложения при золотодобыче. В последние годы, особенно после изучения золотоносности многочисленных объектов осадочного чехла Восточно-Европейской платформы: Верхнекамской впадины (Наумов идр., 2003), Воронежской антеклизы (Савко, Лоскутов, 2006), Сысольской мульды (Глухов и др., 2005) установлено широкое распространение высокортутистого золота. Однако на этих территориях полностью исключен техногенный фактор ртутного воздействия на осадки. Для россыпей Урала характерны ртутные аномалии и наличие свободной ртути в отложениях, особенно, на месторождениях связанных с зонами разломов. В шлихах констатированы заметные концентрации киновари. В техногенных условиях соседствуют оба источника появления ртути как природный, так и собственно техногенный.
Глубина ртутного воздействия на зерна золота зависит от количества металлической ртути, взаимодействующей с зернами первичных фаз (и, вероятно, с возрастанием длительности такого взаимодействия). Область образования амальгам варьирует от поверхностной пленки толщиной в первые микроны до всего объема зерна.
Продукты полного преобразования Au-Ag фаз отмечены в виде жидких, полужидких капель, исследование фазового состава которых весьма затруднено. Тем не менее, из нескольких таких капель, имеющих полужидкую консистенцию, были изготовлены полированные шлифы (рис. 3.26), которые позволили обнаружить их гетерофазность. В вязкой амальгаме белого цвета обнаружены многочисленные мелкие зерна неправильной формы, размером менее 2 мкм, отличающиеся несколько большей твердостью (они выделяются по рельефу) и слабым желтоватым оттенком. Вероятно, они являются продуктами формирования относительно стабильных фаз в системе Au-Hg. Учитывая, что в анализировавшихся участках присутствуют как эти фазы, так и более богатая ртутью матрица, по данным микрозондового анализа можно предполагать, что их состав близок к составу известной гексагональной фазы Au3Hg. Состав матрицы близок к составу фазы Ai Hg, однако, есть вероятность, что она также многофазна.
Амальгама с составом, близким к Ai Hg, образует каймы вокруг зерен первичных Au-Ag фаз (рис.3.27), заметно корродируя их поверхность, проникая по трещинам вглубь зерна. Однако, судя по распространенности в каймах вокруг зерен Au-Ag фаз, такие амальгамы с высоким содержанием ртути менее устойчивы в россыпи по сравнению с низкортутистыми амальгамами.
Каймы, сложенные низкортутистыми амальгамами, обычно, придают поверхности зерен Au-Ag фаз зернистый характер, серебристую или свинцово-серую окраску. Ажурный, зернистый, губчатый характер этих кайм (рис. 3.21; 3.28) дают основание предположить, что они образовались при выносе части вещества первичной амальгамной каймы, скорее всего ртути, высвобождавшейся при разложении менее устойчивых в условиях россыпи высокортути-стых фаз: AuxHg - AuyHg + Hg ( где х у ). Составы амальгам в таких каймах варьируют от Au5Hg до Au9Hg. Можно предположить, что ртуть здесь играет роль своеобразного катализатора преобразования первичных Au-Ag фаз: высвобождаясь при изменении внешнего слоя амальгамы она может диффундировать все дальше вглубь зерна, полностью при этом, не связываясь в Au-Ag Hg интерметаллидах, в силу их недостаточной устойчивости в условиях россыпи.
В центральных зонах зерен, окруженных амальгамными каймами, которые можно охарактеризовать как реликты исходных фаз, содержание ртути может достигать 6 мас.%. Нельзя исключить присутствие ртути уже в первичных фазах, однако, в данном случае, вероятнее ее диффузионное проникновение вглубь Au-Ag фаз. При таких содержаниях ртути зерна Au-Ag фаз остаются однородными, то есть ее перераспределения не отмечается.
Максимально обогащенная ртутью амальгама золота с составом, близким к составу известной гексагональной фазы Au6Hg50, обнаружена в виде включений в зерне цинкистой меди.
Золотосодержащие интерметаллиды также несут следы воздействия ртутистых фаз. Наиболее сложные и во многом неясные процессы связаны с преобразованием Au-Ag фаз, окруженных амальгамными каймами, предположительно, связанные с диффузионными и окислительными процессами. Одним из основных продуктов такого преобразования можно считать специфическую фазу, состоящую; преимущественно из золота, макроскопически, обладающую желто-бурой окраской, напоминающей цвет ржавчины, что дает основание назвать ее, как и некоторые аналогичные, ранее описывавшиеся разновидности золота - «ржавым золотом».
В полированных шлифах «ржавое золото» имеет желто-бурый, бурый цвет с сероватым, оливковым оттенком. Оно представлено срастаниями уплощенных, изометричных частиц, иногда субмикронного размера, ажурными (рис.3.29) и сплошными агрегатами, в которых заметна характерная трещино-ватость (рис. 3.30). Эта трещиноватость, а возможно и другие факторы, приводят к постоянному дефициту суммы анализов для проанализированных зерен «ржавого золота». В них, независимо от состава исходной фазы, которую окружает «ржавое золото» присутствует не более 0,5 мае. % Ag и до 5 % Hg, что указывает на участие ртути в формировании этой фазы.
Дражная разработка на р. Тура
Дражная разработка на Урале - один из наиболее эффективных способов добычи благородных металлов. В начале 90-х годов при извлекаемом содержа-нии 30 мг/м было экономически целесообразно разрабатывать месторождения. Большой объем переработки вещества позволял проводить плановую добычу. В эксплуатацию были вовлечены многие техногенные россыпи. Переработку отвалов осуществляли по несколько раз. Поэтому совершенствование технологии обогащения на основе знания геологических закономерностей распределения мелкого и тонкого золота и платиноидов представляет собой важнейшую народно-хозяйственную задачу.
Геологическая характеристика объекта. Разработка золото-платиновых россыпей в бассейне р. Тура ведется более 100 лет. Одна из первых драг на Урале работала в этом районе. На участке, который был предложен нам для проведения опытных работ, ранее велась мускульная добыча платины. Драга №26, на которой в 1997 г. в течение месяца выполнены опытные работы, отрабатывала техногенные отвалы с участком целиковой россыпи в долине р. Тура на «Тулинской петле». Золото-платиновая россыпь до 1997 г. отработана в долинной части драгой № 58, в пойменной и террасовой части драгой №25. Целик находился вблизи скальных обнажений карбонатов в правого борта долины.
Технологические исследования на драге выполнены.на участке хвостовой; части продольной колоды, ниже узла подачи концентратов;на «американ-: ку». Низкая высота участка врезания в продольную колоду не позволила применить систему винтовых шлюзов для самотечного обогащения.
Основной сложностью была организация потока воды с продольной колоды. Высота слоя воды над резиновыми ковриками, составляла 40—50 см. В случае обогащения горизонта «исходных песков» она уменьшалась до 20-30 см. При этом однозначно не установлено, в каком горизонте (на какой высоте) водного потока переносится основная часть мелкого золота. В качестве рабочей гипотезы была принята модель сальтации (скачкообразного перемещения) частиц золота в придонном слое: Так, согласно теории россыпеобразования,. движется- основная масса тонкого и пластинчатого золота. Золото; взвешенное в; водном потоке, нещринималось во внимание.
Для улавливания основной доли.сальтируемого металла.были составлены две технологические схемы: Г) на основе самотечного обогащения,на винтовых шлюзах; 2) наюснове самотечного обогащения с применением; установленного на драге оборудования; («американки»). Технологические особенности устт ройств; изложены; в- отчете, переданном; АО. «Уралэлектромедь». В результате получен шлиховой металл массой около; 100т и концентрат с продольной колоды, массой; 0,5 - 0;6 т.
Третья; схема-; доизвлечения мелкого золота, примененная; на; драге; № 26 заключалась в сокращении хвостов доводочного стола основного цикла. обогащения на ВШ-250 и выделении шлихового золота. В результате обогащения и доводки дополнительно получено 24,5 г металла. Шлиховой металл сдавали в кассу драги (прииска). При выполнении работ вели ежесуточный учет и сопоставление данных по сдаче золота и платиноидов драгой и результатами наших работ (табл. 4.64).
Окончательные данные о массе дополнительно извлеченного мелкого и тонкого золота и платиноидов получены после изучения концентратов пробирным методом на АО «Уралэлектромедь» в г.В. Пышма (схема 1 и 2) и извлечения из них металла.
Результаты работ и технологические параметры обогащения. При использования второй технологической нами была увеличена площадь улавливающей поверхности на 7,8%. Извлечение золота и платиноидов (с учетом схемы 1 - продольных шлюзов) повысилось на 5—13%, в среднем 9,5% (расчет по шлиховому металлу). С учетом связанного золота и платиноидов, а также их сростков доизвлечение составило 17%. Наиболее высокие показатели доизвле-чения достигнуты в начале работ при условиях соблюдения технологического регламента. Доизвлечение металла по второй схеме (из расчета получения свободного кассового металла) составило в первые дни до 10%, впоследствии снизилось и составляло 1-3%. Так как концентраты основного цикла поступят на металлургическийпередел, этим работам уделялось мало внимания.
Таким образом, обогащением металла с хвостовых колод» по двум схемам было повышено извлечение металла до 17%.
Характеристика металла и его технологические свойства определены по геологическим материалам, полевым наблюдениям и данным гранулометрического состава металла. Участок отработки Гулинской петли определен нами как типично русловая аллювиальная россыпь с значительным содержанием мелкого, тонкого золота и платины. Основная доля металла была менее 1,0 и 0,5 мм. По данным гранулометрического анализа Исовского прииска средняя крупность извлекаемого металла 0,17 мм; Золото менее 0,Г мм по данным производственных определений составляет до 10% (по А.П. Низовому).
Золото от темно- до светло-желтого цвета с металлическим блеском, в основном лепешковидной формы (сильно сплюснутое), встречаются пластинки-, окатанность хорошая. На единичных зернах встречены! оксиды железа, марганца. Поверхность зерен ровная, лишь отдельные зерна с кавернами .
Платина отличается» светло-серым-, цветом, сильным металлическим бле-ском комковиднощ уплощенной и дендритовидной формой зерен. Окатанность зерен хорошая, поверхность ровная. На единичных зернах встречаются, вмятины. В классе +0,145 отмечается увеличение выхода шлиха до 20%. Средний размер зерен золота и платины - 0,17 мм, встречены зерна киновари.
Оценка потерь благородных металлов выполнена по материалам теоретических и практических разработок ВНИИ-1 и работам автора. Благоприятные динамические условия осаждения-золота и платиноидов такой крупности (по опыту работы автора на техногенных россыпях) находятся- на расстоянии 10-25 м от участка поступления. Зона повышенной концентрации металла в техногенных осадках при меньшем, чем на шлюзах угле наклона не смещается.
При обогащении должно наблюдаться достаточно равномерное распределение мелкого металла на поверхности шлюзов. Об этом свидетельствуют показатели обогащения золота с продольных колод (табл. 4.66). Основная доля металла должна находиться на удалении 10 м от зоны его подачи на шлюзы. Длина шлюзов на основной промывке составляет 8 м (два шлюза по 4 м). Следовательно, основная часть металла, должна поступать на хвостовую колоду. Однако на ней, ввиду суммирования энергии потока с основных колод, очень высокая сила потока и значительная доля металла поступает в эфельный отвал.
Исходя из закономерности распределения золота по отвалам, извлечение на шлюзах (с учетом одного зашагивания и постепенного перемыва глин, песков) оценивается в 20-30%. С разработкой каждого нового забоя часть металла закатывается в глинистые комки размером менее 8 мм, а также уносится с глинистой пульпой.
Таким образом, общее извлечение по предварительным расчетам может составлять 10-30%, а 70-90% массы благородных металлов в свободном виде поступает в отвал. С учетом значительной доли связанного металла и его сростков потери металла существенно выше.
Рекомендации по повышению эффективности работы драги. Резервы следует искать в использовании имеющейся технологической базы, перевооружении производства, совершенствовании основных узлов, в первую очередь, процесса обогащения и в интенсификации труда. Рекомендации, которые вытекают из материалов, полученных в ходе выполнения работ, могут быть сгруппированы в нескольких направлениях: геологического плана; изменения технологического режима работы драги; изменения технологического цикла производства.
