ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2009, том 51, № 3, с. 239-249
УДК 553.068.5
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ МОРЯ НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ВАЛЬКУМЕЙСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
© 2009 г. А. В. Лаломов*, С. Э. Таболич**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва Ж-17, Старомонетный пер., 35
**000 "ПФК ЮНИВЕРС" 117292, Москва, ул. Ивана Бабушкина, 23 корп. 2 Поступила в редакцию 28.05.2008 г.
По мере отработки первичных россыпных и рудных месторождений роль техногенных залежей полезных компонентов все более возрастает. В ряде случаев накопление техногенных компонентов связано с обстановками прибрежного шельфа. Предлагаемая численная динамическая модель основывается на данных, полученных в результате изучения техногенной россыпи олова, образовавшейся в результате пятидесятилетней деятельности Валькумейского горнообогатительного комбината, который сбрасывал "хвосты" обогащения оловянных руд в прибрежную часть Чаунской губы (Восточно-Сибирское море). Разработанная модель адекватно описывает современную динамику россыпи, дает прогноз изменения морфологии и геохимических параметров техногенного конуса выноса, а также позволяет моделировать поведение природных геохимических аномалий в береговой зоне моря в условиях активной литодинамики.
ВВЕДЕНИЕ
Техногенные россыпи, образующиеся в пределах береговой зоны морей, представляют не только практический интерес как источники полезных компонентов, но и теоретический - как эталонные объекты для изучения россыпеобразовательных процессов. Для техногенных россыпей имеется достаточно полная информация о характере поступления россыпеобразующих компонентов, что позволяет устанавливать числовые параметры исследуемых моделей.
По мере истощения запасов природных коренных и россыпных руд, значение техногенных россыпей для горнодобывающей промышленности возрастает. В последние годы доля техногенных месторождений в балансе минерально-сырьевой базы значительно увеличилась (Тищенко, Амосов, 2000). Существенные запасы техногенных россыпей связаны в основном с несовершенной технологией обогащения, при которой мелкие и тонкие фракции терялись в процессе извлечения. Так, на Рывеемском россыпном месторождении за годы эксплуатации переработано более 250 млн. м3 горной массы, при этом в хвосты уходила значительная часть золота крупностью 0.25-0.1 мм и практически все золото менее 0.1 мм. Современные методики обогащения, способные извлекать мелкие и тонкие фракции тя-
Адрес для переписки: А.В. Лаломов. E-mail: lalomov@mail.ru
желых минералов, позволяют существенно повысить извлечение полезного компонента. В результате этого в оценке перспектив Рывеемского поля доля техногенных запасов составляет 30% (Флеров и др., 2005).
Первое геохимическое описание техногенных шельфовых россыпей относится к аккумуляции олова в осадках залива Сент-Айвс у берегов Кор-ноуэлла (Англия). На шельфах России техногенные аккумуляции тяжелых минералов, связанные с хвостами горнообогатительного производства, известны в двух местах - в бухте Рудная в Татарском проливе, созданная за счет хвостов Дальне-горского ГОКа, перерабатывающего полиметаллические руды Тетюхинского полиметаллического месторождения, и в Чаунской губе Восточно-Сибирского моря на западной оконечности Певекского полуострова у мыса Валькумей. По классификации Л.В. Спорыхиной (2000), Валькумейская техногенная россыпь выделяется в особый тип техногенно-природного происхождения, в которой техногенные образования, являющиеся промежуточным коллектором, подвергаются последующей переработке и переотложению в естественно-природной среде. Такие намывные хвосты обогащения залегают на поверхности рельефа субгоризонтально. В результате искусственного флювиального перемещения и сопутствующих ему сортировке и обогащению эти образования приобретают некоторые черты природных флювиальных россыпей. От естественных рос-
сыпей они отличаются одноразмерным, усреднено-равномерным гранулярным составом вмещающих отложений и полезных минералов. Характерная неоднородность распределения содержаний ценных минералов в разрезе и по площади россыпной залежи обусловлена качеством и богатством перерабатывавшихся исходных руд, эффектом просадки в водонасыщенной мелкозернистой среде, техникой намыва хвостов и другими технологическими и естественными причинами.
Несмотря на возросший интерес к техногенным россыпям, связанный как с выработкой первичных месторождений, так и с доступностью к освоению техногенных отвалов, изучение техногенных россыпей сводится, преимущественно, к исследованию вещественного и гранулометрического состава вмещающих пород и полезного компонента (Горе-ликова и др., 2000; Турсенбеков, Каширский, 2000; Брагин и др., 2005; Брук и др., 2005). Для пространственной геометризации техногенных месторождений предлагается только разведочное опробование. Попытки моделировать структуру техногенных месторождений весьма редки, предварительны и носят преимущественно качественный характер.
Разработанная авторами численная динамическая модель формирования техногенного конуса выноса в прибрежной зоне моря и его трансформация в условиях активной литодинамики является попыткой количественной оценки параметров техногенной россыпи.
Певекский оловорудный район и входящее в его состав Валькумейское месторождение касситерит-силикатной формации до недавних пор в структуре оловодобычи в стране занимали одно из ведущих мест. В 1941 г. на Валькумейском месторождении началась добыча олова; был создан горно-обогатительный комбинат, где применялась комбинированная флото-гравитационная схема обогащения руд с получением оловянного концентрата, содержащего 23% Би. Работы Валькумей-ского ГОКа были свернуты в начале 90-х годов ХХ в., вследствие сложившихся на тот период экономических условий. Произошедший в XXI в. скачок цен на олово (почти в 5 раз) возвращает интерес к Валькумейскому месторождению (Крупные и суперкрупные ..., 2007). Техногенная россыпь может стать одним из первых объектов добычи по своим горнотехническим и технологическим условиям.
Результаты детального изучения техногенной россыпи олова, образовавшейся в прибрежной части Чаунской губы в процессе пятидесятилетней деятельности Валькумейского ГОКа за счет аккумуляции в зоне пляжа и подводного берегового склона "хвостов" обогащения оловянных руд, позволяют построить численную модель образования и динамики техногенной россыпи.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПЕВЕКСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
Певекское рудное поле находится в восточной части Раучуанского позднегеосинклинального прогиба Чукотской складчатой системы (фиг. 1). Рудное поле включает вытянутую в северо-восточном направлении цепочку из трех гранитоидных массивов и их ближайшую экзоконтактовую зону (фиг. 2).
Территория рудного поля сложена терригенны-ми отложениями, отнесенными к утувеемской свите валанжинского яруса нижнего мела. Свита представлена флишоидной толщей, где отчетливо проявлено чередование преимущественно песчаниковых и сланцевых пачек.
Интрузивные породы в пределах рудного поля представлены образованиями гранодиорит-гранит-ного ряда, слагающими три разобщенных массива -Певекский, Пээкенейский и Янрапаакский. Возраст интрузивных образований определен как раннеме-ловой. По данным гравиметрии, эти массивы являются выступами неровной поверхности единого крупного интрузива, кровля которого погружается в северо-восточном направлении.
Кроме гранитоидных массивов, выделяется комплекс самостоятельных малых интрузий, представленных преимущественно дайковыми телами диоритовых порфиритов, гранодиорит-порфиров и лампрофиров. Пояса даек трассируют зоны глубинных разломов. Установлена их тесная пространственная связь с оловянным оруденением.
Месторождения Валькумейского оловорудного поля являются весьма сложными по распределению минеральных ассоциаций в пространстве, что затрудняет установление латеральной и вертикальной зональностей оруденения. С.Ф. Лугов (1965) отмечает общую закономерность в увеличении в жилах с запада на восток сульфидных минеральных ассоциаций.
Месторождение относится к турмалиновому типу касситерит-силикатной формации. Основное промышленное оруденение поля локализовано в составе кварц-сульфидных жил, линейных про-жилково-жильных зон и минерализованных штокверков, расположенных в эндоконтактовых зонах массивов. Из жильных минералов наиболее широко распространен кварц, значительно реже встречаются турмалин, хлорит, светлая слюда. Из рудных минералов преобладает арсенопирит, пирит, антимонит. Содержание олова в штуфных пробах составляет от сотых долей процента до 0.5%, реже -1-3%. По бороздовым пробам из канав содержание олова - сотые доли процента, реже - 0.1-0.5% (Крупные и суперкрупные., 2007).
170°в.д
70°с.ш
ЪЯЯЯЯ 1
тш
2
3
4
5
6
7
8
(очвп ]
9
10
Фиг. 1. Структурно-тектоническая схема района Чаунской губы.
1 - первый структурный ярус: палеозойское складчатое основание мезозоид; 2 - второй структурный ярус: мезозойские флишоидные отложения; 3 - третий структурный ярус: верхнеюрские-нижнемеловые молассоидные отложения; 4 - четвертый структурный ярус: меловые и третичные вулканогенные образования; 5 - четвертичные отложения; 6 - меловые гранитоидные интрузии; 7 - Паляваамская синклинальная зона(П); 8 - Раучуанский прогиб (Р); 9 - Охот-ско-Чукотский вулканогенный пояс (ОЧВП); 10 - Чаунская наложенная неотектоническая впадина (Ч); 11 - зоны глубинных разломов; 12 - глубинные разломы. Пв - Певекский оловорудный узел.
ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ, СТРОЕНИЕ И ДИНАМИКА ТЕХНОГЕННОЙ РОССЫПИ ОЛОВА
Техногенная россыпь олова в Чаунской губе Восточно-Сибирского моря у побережья Певекского полуострова является одной из наиболее изученных среди аналогичных месторождений. Она образована за счет продуктов переработки оловянных руд касситерит-силикатной формации. За почти 50-летний
период работы ГОКа с 1941 г. до начала 90-х годов поступил материал общим объемом около 7 х 106 м3, значительная часть которого сформировала у берега соответствующий конус выноса. Мощность техн
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.