О механизме формирования россыпей из мелкого и тонкого золота

 

О механизме  формирования россыпей из мелкого и  тонкого золота

К одному из мало изученных вопросов россыпеобразования относится вопрос о дальности перемещения и  особенностей формирования россыпей из тонкого (£0,1 мм) и мелкого (0,1-0,5 мм) золота. Целью опытов явилось моделирование условий накопления и рассеяния тонкого и мелкого золота в водно-аллювиальной среде при размыве металлоносных толщ разной мощности [Ивочкина, 1987].

В опытах этой серии использовалось шлиховое золото из натурных россыпей. Уклон продольного профиля потока, формирующего россыпь на модели, составлял 0,03, скорость потока - 0,8-1,2 м/с. Длина россыпи на модели составила 1-4 м, а мощность источника наносов с включенными в них частицами золота, расположенного в долине - от 1 до 10 см. Наносы в опытах были представлены двумя типами: песчаными со средним диаметром частиц 0,88 мм и более крупными - песчано-гравийными со средним диаметром 2,86 мм. При моделировании использовалось золото чешуйчатой формы. Его гранулометрический состав представлен в таблице 10.

Днище лотка выстилалось техническим  войлоком, имитирующим шероховатость  плотика россыпи. По окончании опыта  русло разбивалось на равные по длине  участки, на каждом из которых определялся  объем наносов и вес извлеченных  из него частиц золота. Результаты оценивались по дальности сноса отдельных фракций золота от размываемого источника и характеру кривых накопления золота. Дальность перемещения частиц золота от источника питания определялась положением центра тяжести россыпи, которое рассчитывалось по формуле (1). Влияние гранулометрического состава наносов на дальность смещения золота исследовалось в двух опытах. В первом из них применялись песчаные наносы, во втором - гравийные. В обоих опытах были одинаковы мощность размываемых наносов и их объем, количество золота, его гранулометрический состав и положение в источнике. Опыты проводились при постоянном режиме потока, который обеспечивал врез по продольному профилю на участке формирования россыпи. С увеличением среднего диаметра наносов в 3 раза расстояние от источника до центра тяжести отдельных фракций золота уменьшалось приблизительно в 1,5 раза (табл. 11). Основной причиной, определяющей положение центра тяжести россыпи в крупном аллювии, явилось увеличение шероховатости ложа потока, которая обусловила значительную его способность задерживать частицы золота. В опыте с песчаными наносами частицы золота свободно транспортировались потоком с гладким ложем на большие расстояния.

В более крупном аллювии отмечалось образование компактной россыпи с одномодальной кривой накопления золота и симметрично расположенными зонами нарастания и спада запасов. В мелком аллювии образовалась более растянутая по длине россыпь с двумодальной кривой накопления. Второй максимум накопления золота образовался за счет мелких фракций (£0,25 мм).

С целью исследования влияния величины твердого стока  на транспорт тонкого и мелкого золота было проведено 4 опыта, в которых концентрация наносов последовательно менялась от 30 до 65 г/с/л. При проведении опытов использовались песчаные наносы. По мере роста концентрации наносов расстояние от источника до максимума накопления каждой фракции последовательно увеличивалось (табл. 12). Частицы золота дифференцировались по крупности только в потоках с малой концентрацией наносов, с ее увеличением их дифференциация нарушалась.

Средний диаметр  частиц золота составлял 0,26 мм при среднем  весе частиц 0,047 мг. В верхней части  модели располагался источник, отличающийся по высоте в каждом из опытов. В одних  опытах определенная порция золота размещалась в кровле источника, в других равномерно рассеивалась по всей его толще. Высота, объем, гранулометрический состав источника определяли длину россыпи, формирующейся при его размыве.

Для оценки влияния мощности золотоносного горизонта, перерабатываемого потоком, на характер накопления тонкого и мелкого золота в формирующейся при этом россыпи было поставлено три опыта, отличающиеся величиной размываемой толщи наносов, которая соответственно равнялась 1, 5 и 10 см. (рис. 19).

При проведении опытов использовались гравийные наносы. В первом опыте вблизи источника сформировалась элементарная россыпь, длина которой равнялась 50 см. Максимум накопления золота располагался в середине россыпи. С увеличением мощности размытого слоя наносов (Н=5 см и Н= 10 см) длина россыпей увеличилась соответственно до 1,9 и 2,9 м., а максимум запасов сместился с первых десятков сантиметров (в первом) до 100 см (во втором и третьем опытах). Сравнивая характер кривых по отдельным фракциям, нетрудно заметить, что в зоне спада продуктивности кривая постепенно выполаживается (от первого опыта к третьему). Таким образом, морфология сформированных россыпей менялась в зависимости от мощности размываемых наносов. С увеличением размываемой мощности образовались более растянутые по длине россыпи. Это положение подтверждается распределением в россыпи количества золота, накопившегося в зонах нарастания и спада продуктивности. Так, в зоне нарастания (включая максимум продуктивности) в первом случае осело 85%, а во втором и третьем - соответственно 68 и 42% золота. При перемыве значительной мощности наносов в третьем опыте максимум продуктивности россыпи, который составил 22% от общего запаса золота, формировался за счет не только мелкого, но и тонкого золота.

 

 

 

 

Рис. 18. Распределение запасов на разных этапах эволюции россыпи после 5 (А), 30 (Б) и 60 (В) минут проведения опытов: фракции (мм): 1 < 0,1; 2 - 0,25 -0,5; 3-1,0-2,0.

 

Таблица 10. Гранулометрический состав золота

 

Размер фракций, мм	£0,1	0,1-0,16	0,16-0,25	0,25-0,5	³0,5
Содержание фракции,%	16,1	25,5	33,8	21,3	3,3

Таблица 11. Изменение расстояния (м) от источника до центра тяжести 
 фракций золота в опытах с разной крупностью наносов

Средний диаметр  наносов, мм	Расстояние (м ) от источника
		Фракции золота, мм
		£0,1	0,1-0,25	0,25-0,5	³0,5
0,88	2,21	2,1	1,64	1.23
2,86	1,43	1,2	1,07	0,85

Таблица 12. Дальность смещения частиц золота разных размеров

в зависимости от концентрации наносов

Расход наносов, г/см3	Расстояние от источника  до максимума накопления фракций, м
		Фракции, мм
		£0,1	0,1-0,25	0,25-0,50
30	0,57	0,52	0,50
40	0,95	0,80	0,75
60	1,10	1,04	1,10
65	1,33	1,16	1,32

 

 

Рис. 19. Накопление мелкого золота при размыве источника разной высоты после I, II и III этапов проведения опыта (Ивочкина, 1987): 1 - источник с металлоносным горизонтом, 2 - положение максимума накопления металла в россыпи, 3 -распределение общих запасов металла по длине россыпи,%, 4 -доля мелкой фракгщи (£0,25) в общих запасах золота в россыпи (%).

 

Результаты проведенных экспериментов  подтвердили возможность формирования россыпей из мелкого и тонкого  золота. Их накоплению способствует ряд условий (морфология частиц, малые уклоны продольного профиля, повышенная шероховатость ложа потока).

Подводя итоги  результатов экспериментальных  исследований следует отметить, что они охватили широкий круг вопросов, связанных с механизмом формирования россыпей и позволили выявить влияние различных факторов на характер дифференциации частиц тяжелой фракции по длине россыпей и в толще аллювия. Эти результаты, помимо самостоятельного научного значения, использовались при проведении исследований природных россыпей и помогли более глубоко вскрыть некоторые особенности их строения.