научная статья по теме КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА»

Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Наумов В.А., кандидат геолого-минералогических наук, доцент, директор Естественно-научного института Пермского университета

КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ ЗОЛОТА

Показаны техногенные процессы, происходящие под влиянием гипергенеза в отвалах россыпей золота. Рассмотрена возможность направленного формирования концентраций и месторождений полезных ископаемых в техногенных отвалах.

THE CONCEPT OF MANAGING THE FORMATION OF DEPOSITS ON THE EXAMPLE OF TECHNOGENIC PLACER GOLD

Were shown technogenic processes, going under influence of hypergenesis in gold deposit dumps. Was observed the possibility of directional forming concentrates and mineral deposits in technogenic dumps.

Развитие горного производства исторически сопряжено с созданием техногенных отвалов - продуктов горного передела. Лишь незначительная часть полезной составляющей минеральных ресурсов была извлечена. Технологии разработки месторождений не обеспечивали полного извлечения полезных продуктов. Большая их часть оставалась в недрах, не менее значительная часть полезных компонентов поступала в отвалы. Даже после открытия первых россыпей золота на Урале в 19 веке первоочередными объектами были «хвосты» переработки первичных россыпей. Таким образом, при разработке месторождений в недрах и хвостохрани-лищах человечество сохраняло часть полезных продуктов основного производства. В процессе образования отвалов велось неосознанное формирование техногенных месторождений.

Законы формирования техногенных объектов определяются: 1) природными закономерностями размещения первичных месторождений, особенностями распределения и формами нахождения в них полезных компонентов; 2) технологиями переработки минерального ресурса; 3) процессами преобразования обогащенного вещества в системе сформированных техногенных образований, которые традиционно отождествляют с техногенными процессами.

Следует разделять процессы и понятия техногенеза и техногеогенеза. Техногенез - (деятельность человека, вооруженного техникой [2]. Техногеогенез - процессы преобразования вещества, образованного в результате технической деятельности человека [3]. Таким образом, взаимоотношение природных (геологических) и техногенных процессов следует четко разделять, оставляя за каждым из них свою функцию:

ТП = ТДЧ + ТГП [1],

где ТП - техногенные процессы;

ТДЧ - техническая деятельность человека, вооруженного техникой, новый геологический агент (разрушение, перенос, аккумуляция);

ТГП - техногеогенные процессы, протекающие в теле отвалов.

При этом

ТГП = ПГП [2],

где ПГП - природные геологические процессы.

При техногеогенезе ведущие позиции остаются за геологическими процессами: водным и воздушным механизмами формирования отвалов, гипергенным изменением вещественного состава пород. При выведении осадков на дневную поверхность они попадают в среду с новыми параметрами давления, режима смены температур, окислительно-восстановительных и других физико-химических условий (электрических, электромагнитных, гравитационных полей), с разной степенью реакционной способности поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, других факторов. Происходит «приспособление» осадков к новым условиям, и формируются минеральные образования, максимально устойчивые к новым параметрам среды.

Такие ряды гипергенного изменения пород и минералов детально изучены многими исследователями для угольных отвалов, продуктов гипергенеза рудных объектов, как негативные факторы воздействия на окружающую среду. Однако с другой стороны, процессы гипергенного изменения пород и минералов могут быть рассмотрены как позитивный элемент направленного формирования тех или иных концентраций и месторождений полезных ископаемых.

На сегодняшний день мы имеем немало примеров того, как на месте техногенных отвалов формируются техногенные месторождения того или иного сырья, имеющие важное народно-хозяйственное значение. Так, при разложении сульфидов (пирита) угольных месторождений в современном аллювии рек формируются залежи железных руд (Кизеловский угольный бассейн, долина р. Косьвы). Гравийно-галечный и песчаный материал русловых отложений и глинистая часть пойменного аллювия в долине р. Косьвы ниже г. Губаха практически до самого устья обогащены гидрооксидами железа.

Интересные наблюдения сделаны для техногенных россыпей золота и платиноидов Урала, которые рассматриваются нами как объекты, сформированные человеком при неосознанном управлении концентрированием золота и платиноидов. В техногенных россыпях золото подвергается механической дифференциации, на него влияют физико-химические и биологические процессы. Формируются и преобразуются концентрации новообразованных агрегатов золота [1, 2]. Все это служит практическими предпосылками для управления процессами распределения свободного золота в техногенных условиях.

Ведущая роль при направленном формировании россыпей принадлежит техногеогенным процессам. Техногеогенез здесь рассматривается как сжатый во времени и локализованный в пространстве гипергенез, проявляющийся в результате реакции поднятых из недр пород на новые условия среды и выражающийся в изменении их строения и состава, а также преобразовании полезных компонентов [5].

Процессы физико-химического преобразования вещественного состава россыпей (высвобождение зерен из глинистых агрегатов, сростков и др.) и золота (переход в коллоидное состояние, растворение и отложение, сорбция, замещение и др.), проявляющиеся при разработке золотосодержащих объектов, приводят к высвобождению и перераспределению концентраций тонкодисперсного золота на геохимических барьерах. Закономерности этих процессов детально не изучены. Вероятно положительное влияние органики и бактерий.

Изучение золотоносных фаз из техногенных россыпей и образований Урала показало, что повышенные концентрации и новообразование золота происходит при разных условиях в течение короткого отрезка времени (1-5 лет).

Мы наблюдали, что в одном из цехов шлихообогатительной установки (ШОУ) прииска при обработке золота кислотами в бетонном бункере оно восстановилось до металлического. Золото восстановилось на карбонатном геохимическом барьере. Осуществилось взаимодействие золотосодержащих растворов с карбонатной составляющей бетона. Стенки бункера интенсивно корродировались, и за первый год работы при чистке бункера извлечено несколько сотен граммов золота. При дальнейшей работе ШОУ такого количества золота в бункере не наблюдалось.

Изучение минералогических особенностей техногенных частиц отвалов россыпей показало, что в них наблюдается массовое замещение золотом поверхности медной проволоки.

Золото установлено на медных проволочках с диаметром от 0,5 до 2 мм. Доля золота на них составляла до 50% массы. Следует отметить, что такой процесс замещения не является минералогической редкостью, а носит достаточно устойчивый массовый характер.

Повышенную золотоносность свинцовой дроби, попавшей в техногенные отвалы золотоносных россыпей, а также минералов, генетически связанных со свинцом, отмечали многие исследователи. Содержание золота в дроби достигает 20 кг/т. Нами установлены вторичные минералы свинца в ажурной золотой матрице, где весовая доля золота составляет не менее 20% [2].

Процессы преобразования золота могут приводить как к укрупнению, так и к измельчению зерен. Основным механизмом укрупнения зерен является их цементация пленками амальгамы, где в единый агрегат «спаяны» зерна с разной пробностью. На поверхности зерен часто встречаются наросты и новообразования, фиксируемые под сканирующим микроскопом (рис. 1). При этом видны участки послойных новообразований микронных размеров. На зернах платиноидов отмечены новообразования KCl в виде параллелепипедов и кубов, встречаются участки зонального травления.

Обратный процесс - диспергация зерен золота при техногенезе. Он происходит на разных стадиях формирования и разрушения амальгамных пленок вокруг зерен золота. Неоднородности агрегатов золота выражаются в появлении пористых агрегатов золота микронного размера, отличающихся по составу от более крупной матрицы, они выявлены в высокортути-стых амальгамах. Характерна зернистость низкортутистых амальгамных кайм с размерами зерен от более 10 до менее 1 мкм. Очевидно, что при минимальном механическом воздействии, такие каймы будут разрушаться, увеличивая долю тонкого золота с размером частиц, в основном, менее 10 мкм. То же самое можно сказать и о каймах «ржавого золота». Изучение тонкой фракции золота размером 10-50 мкм показало, что его большая часть аналогична «ржавому золоту» кайм и «псевдоморфоз» по исходным зернам россыпного золота. Они представляют собой корочковидные, гроздьевидные агрегаты более мелких частиц, размер которых часто не превышает 1 мкм, что позволяет предполагать существование и более тонкой фракции свободного золота.

На других зернах золота и платиноидов констатированы следы выщелачивания. Из амальгамированных зерен и агрегатов после удаления ртути высвобождаются пористые ажурные агрегаты «нового» хрупкого золота (рис. 1).

Процессы техногенного преобразования золота показывают их практическую значимость, возможность управления ими и создания на их основе новых технологий промышленного извлечения золота. Кроме того, эти процессы важно учитывать при известных способах разработки техногенных месторождений, поскольку в процессе преобразования частиц благородных металлов изменяются их физические и технологические свойства. Снижается обо-гатимость, возникают определенные трудности получения концентратов и выделения шлихового металла традиционными гравитационными способами.

Изменяется крупность зерен, их средняя плотность и относительная площадь поверхности. При новообразовании и выщелачивании частиц металлов увеличивается их микропористость. Ажурный, губчатый характер новообразований, наличие многочисленных мелких полостей и трещин неизбежно снижают средний удельный вес зерен, а образующаяся зернистая, дендритовидная поверхность имеет значитель

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком