Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Южно-Уральский Государственный Университет

Факультет «Физико-металлургический»

Кафедра «Физического металловедения и физики твердого тела»

Реферат

на тему

«Месторождения золотых руд (коренных и россыпных)»

Проверил: доцент кафедры

«Строительные материалы»

__________ Таранина Т. И.

_________________2011 г.

Автор работы:

студенты группы ФМ-356

_________________2011 г.

Челябинск 2011 г.

Оглавление

Оглавление 2

Первичные (рудные, коренные) месторождения золота произошли главным образом в ре­зультате кристаллизации металла из горячих водных растворов, образовавшихся при за­стывании магмы. Такие месторождения геологи называют гидротермальными. При осты­вании магмы, проникающей из глубин земли на поверхность, происходит постепенная кристаллизация содержащихся в ней веществ. Первой застывает силикатная магма, суль­фидная более легкоплавка, поэтому она остается в жидком состоянии дольше. Силикат­ная магма образует, например, гранитные массивы, сульфидная заполняет трещины в этом массиве и несет в себе ряд металлов, в том числе и золото. 15

Последней затвердевает остаточная магма, или горячий водный раствор (гидротермаль­ный раствор), содержащий в себе многие элементы в виде соединений мышьяка, сурьмы, хлора, фтора, углекислоты с оловом, медью, свинцом, цинком, золотом и другими ме­таллами. 15

Из гидротермальных растворов в трещинах застывшей магмы выкристаллизовываются различные минералы и металлы - одни раньше (при более высоких температурах), другие позже. В разных местах и в различное время состав и концентрация элементов, находя­щихся в растворе, могут быть также совершенно различны. Поэтому не бывает и совер­шенно одинаковых месторождений. Иногда в них явно преобладает какой - любо один ме­талл (например, золото или олово), и если концентрация этого металла достигает про­мышленного значения, то месторождение называют монометаллическим. Если металлов несколько с промышленными концентрациями - месторождение полиметаллическое. Не­которые металлы встречаются только в таких месторождениях. 16

Месторождения, образованные за счет кристаллизации из горячих водных растворов, наиболее характерны для всех основных цветных металлов, они чаще всего приурочены к трещинам и жилам горных пород и носят название жильных. Для нас важно то, что боль­шинство гидротермальных растворов, а значит, и месторождений цветных металлов со­держит золото, правда, в самых разных, иногда ничтожно малых концентрациях. Следо­вательно, источником получения золота могут быть не только собственно золотые руды, но и руды других цветных металлов. Наибольшее значение приобрела попутная добыча золота из медных, медно – никелевых и свинцово – цинковых руд. 16

В зависимости от температуры кристаллизации различают месторождения гипотермаль­ные (400 – 300 градусов по Цельсию) , мезотермальные (300 – 150 градусов по Цельсию) и эпитермальные (ниже 150 градусов по Цельсию). Основные месторождения золота имеют мезотермальное происхождение, однако в последнее время стали интересоваться и эпи­термальными, в которых золото чаще всего соседствует с серебром. В этих месторожде­ниях серебра в десятки, а иногда и в сотни раз больше, чем золота. 16

Кроме гидротермальных существуют еще так называемые контактовые и магматические месторождения золота. Первые образуются, когда застывающая магма проникает в поры гранитного массива, находящегося в контакте с ней. В порах массива откладываются сульфиды, чаще всего железный колчедан (пирит). В магматических месторождениях, так же как и в контактовых, золото связано с сульфидами, но кристаллизация происходит в условиях высоких температур и металлы остаются в магме. Контактовые и магматиче­ские месторождения золота большого промышленного значения пока не имеют. Вообще же следует указать на то, что золото всегда связано либо с кварцем (кварцевые жилы), либо с сульфидами (чаще с пиритом), и в обоих случаях оно находится в самородном виде. Из химических соединений золота в месторождениях известны теллуриды - калаве­рит, креннерит, сильванит и другие, однако теллуридовых месторождений золота не­много. Не вступая в химические соединения с другими веществами, природное золото в то же время никогда не бывает в чистом виде. В нем всегда присутствуют примеси меди, серебра и в небольших количествах некоторых других металлов. К металлам, способным образовывать с золотом твердые растворы, кроме меди и серебра относятся палладий, висмут, платина, ирридий, осмий и родий. Содержание последних четырех металлов в золоте обычно не превышает десятых долей процента. Большое коли­чество меди придает золото с розоватым оттенком, изделия из которого обнаружены во многих гробницах фараонов. 17

Порпецит (палладистое золото) добывался только в Бразилии в 18 веке. Его цвет не чисто желтый, а с бронзовым отливом, за что порпецит получил название «гнилое золото». В Калифорнии, Колумбии и на острове Борнео встречались природные амальгамы золота белого или светло - желтого цвета. Наиболее распространено в природе серебристое зо­лото, за ним следуют электрум, висмутистое и медистое золото, порпецит, платинистое, иридистое, осмистое и родистое золото. В общей сложности все теллуриды золота со­ставляют около 3 % в промышленных месторождениях, а природная амальгама встреча­ется в единичных случаях. Существенным источником получения золота есть вторичные, или россыпные, месторождения. Вторичными они названы потому, что образовались в результате разрушения материала рудных (коренных) месторождений, которые и явля­ются по отношению к россыпным первичными. Каких – нибудь 50 лет назад россыпные месторождения играли основную роль в мировой добыче золота, сейчас же основой до­бычи стали рудные, хотя в некоторых странах и продолжается разработка россыпей. В последнее время их значение снова несколько возросло. Причина - рост цен на золото и открытие новых месторождений. 17

Горные породы, выходящие на поверхность земли, подвергаются воздействию меняю­щейся температуры воздуха, ветра, дождей и других факторов. В результате породы раз­рушаются (геологи называют этот процесс выветриванием) и высвобождают заключенные в них частицы металлов или минералов. Разрушение горных пород приводит к выравни­ванию рельефа поверхности земли, разрушенный материал высоких участков сползает и заполняет впадины и низины. Этот процесс происходил во все геологические эпохи, про­исходит и сейчас. Из разрушенных золотосодержащих пород высвобождается золото, иногда в виде сростков с породой, иногда в виде свободного металла. А иногда, будучи заключенным в тонкую каменную оболочку. Такая оболочка разрушается значительно позднее. Скопление разрыхленных частиц горных пород, содержащее какое - либо полез­ное ископаемое, называется россыпным месторождением. Эти месторождения могут со­держать не только золото, но и алмазы, платину, олово и редкие металлы. До сих пор наиболее часто разрабатывались россыпные месторождения золота, в свою очередь про­мышленное значение среди них чаще всего имеют аллювиальные, или переотложенные, россыпи. Механизм их образования следующий: Коренные месторождения, разрушаясь и превращаясь в рыхлый материал, дают начало россыпям, которые первое время остаются на том же месте, где были горные породы до разрушения. Такую россыпь геологи назы­вают элювиальной. Под влиянием дождей, таяния снегов и мерзлых пород материал рос­сыпи начинает сползать вниз по склону. Если россыпь оторвалась от коренного месторо­ждения, но еще не достигла подножия склона, она получает название делювиальной. Как только россыпь достигнет подножия склона, она, как правило, встречается с водным по­током, который подхватывает ее и переносит вдоль долины. В этом случае и образуется аллювиальная, или переотложенная, россыпь. Золото, обладающее большой плотностью, выпадает на дно потока, осаждается у неровностей, где скапливается иногда в значи­тельных количествах. После того как река изменит свое русло (а такие изменения в тече­ние геологических эпох происходят многократно), отложившееся на дне золото оказыва­ется перекрыто толщей наносов и остается иногда вообще в стороне от современного реч­ного русла. 18

Россыпи могут залегать почти на самой поверхности земли, но могут находиться и на больших глубинах, 19

например, недавно разведаны россыпные месторождения на глубине 200 м. 19

Россыпные месторождения располагаются ближе к поверхности земли и более доступны, чем коренные. Золото в россыпях находится в свободном виде, поэтому при подготовке к обогащению добытой горной массы нет необходимости в таких трудоемких и дорогих операциях, дробление и измельчение. В конечном итоге при равных содержаниях золота добыча из россыпей обходится значительно дешевле, чем из коренных месторождений. 20

По своему происхождению (генезису) несколько особняком стоят крупнейшие месторож­дения в Южной Африке, которые уже давно являются основным поставщиком золота в капиталистическом мире. Их генезис до сих пор не вполне ясен. Они сложены золотонос­ными конгломератами (сцементированными галечниками). Сами галечники, вероятно, образовались около 500 млн. лет назад. Специалисты пока не могут уверенно сказать, ка­ким образом в этих галечниках появилось золото. Чаще высказывается предположение о том, что уже в более поздний геологический период по галечникам циркулировали гидро­термальные растворы, которые и оставили здесь свое золото. Такое предположение под­тверждается тем, что в материале, цементирующем галечники (превращающим их в конгломераты), находят минералы гидротермального происхождения. В данном случае получается так, будто древнейшая россыпь в дальнейшем была превращена в коренное месторождение. Другие считают, что доказательств циркуляции гидротермальных рас­творов в галечниках слишком мало, и предполагают, что первоначально была образована морская россыпь золота, которая в последующие геологические эпохи под воздействием горячей магмы приняла современный вид. Если бы эти месторождения были менее богаты золотом, то их происхождение, по - ви­димому, не привлекло бы к себе такого внимания геологов. Дело в том, что галечники подобного типа могут быть золотоносными и в других районах Земли. В Канаде, напри­мер, у озера Гурон в конгломератах обнаружено месторождение золота и урана , есть также золотоносные конгломераты в Гане и ряде других мест. 26

Разработка россыпных месторождений проще, чем коренных. Именно поэтому россыпи разрабатывались везде в первую очередь, и только после того, как их запасы подходили к концу, золотопромышленники обращали свое внимание на коренные (руд­ные) месторождения. 27

Россыпи, как правило, залегают на небольших (до 30-60 м) глубинах, доступ к ним с по­верхности земли не очень сложен и не требует больших объемов работ по вскрытию. Правда, необходимо указать, что в настоящее время уже известны и разведаны россып­ные месторождения на глубинах 150-200 метров. 27

Сами россыпи сложены рыхлыми породами и не требуют для своего рыхления примене­ния буровзрывных работ, необходимых при разработке рудных месторождения. Исклю­чением являются вечномерзлые россыпи, для которых рыхление необходимо. И наконец, что очень важно для обогащения, золото в россыпи находится в свободном состоянии – оно не связано с кусками породы, поэтому нет необходимости их дробить и измельчать. Наряду с перечисленными и многими другими преимуществами разработка россыпей имеет свои трудности. Прежде всего - это очень быстрое истощение запасов, связанное с небольшими размерами отдельных месторождений и высокой интенсивностью их отра­ботки. Предприятие, разрабатывающее россыпные месторождения (прииск), даже при сравнительно небольшой производительности вынуждено производить работы на обшир­ной территории, причем всегда сохраняется тенденция к ее дальнейшему увеличению. Такая разбросанность, особенно при крупных масштабах добычи, существенно 28

затруд­няет организацию работ и управление ими. 28

Основной способ производства горных работ на приисках – открытый. Старательские работы, весьма квалифицированно описанные еще Бреет Гартом и Джеком Лондоном, производились только вручную – при помощи лопаты и кайла. Промывка в лучшем случае велась на примитивном шлюзе. Одиночные же старатели чаще всего производили промывку в ручных лотках. В Сибири и на Урале лотки выдалбливали из цельного куска дерева, в Америке и Австра­лии в ходу были медные лотки, похожие на тазы, в которых хозяйки готовят варенье. 28

Медный таз, привязанный к заплечному мешку, был первым признаком золотоискателя во время золотых лихорадок. Лотками пользуются и в наше время геологи, ведущие по­иск золотых россыпей, и опробщики, следящие за тем, чтобы не было потерь золотонос­ных песков при разработке. 29

Самым сложным и трудоемким способом разработки россыпных месторождений является подземный. К нему обращаются в тех случаях, когда применение других способов невоз­можно или невыгодно. Подземным способом разрабатывали, главным образом, вечно­мерзлые россыпи на Аляске, в Канаде и России. 29

Не выделяя специально этого вопроса, несколько слов необходимо сказать о попутной добыче драгоценного металла, которая в 21 веке приобретает все большее значение. По­путной называют такую добычу, при которой золото не является главным полезным ис­копаемым, добываемым из данной руды (песков). В незначительных концентрациях зо­лото, как правило, присутствует во многих рудах цветных металлов и может быть извле­чено попутно при их добыче. Там, где ведут разработку месторождений цветных метал­лов, возможна и попутная добыча. Так, например, в Соединенных Штатах добывали до 40% попутного золота, в Канаде – до 35%. на Филиппинах – до 64% , в Австралии – 24% и в Папуа – Новой Гвинее – более 97 %. 29