Добыча россыпных полезных ископаемых ( / ˈ p l æ s ər / ) [1] — это добыча полезных ископаемых из русловых отложений . [2] Это может осуществляться открытым способом или с помощью различного оборудования для поверхностной выемки грунта или оборудования для проходки тоннелей.
Россыпная добыча часто используется для месторождений драгоценных металлов (особенно золота ) и драгоценных камней , оба из которых часто встречаются в аллювиальных отложениях — отложениях песка и гравия в современных или древних руслах рек , или иногда в ледниковых отложениях. Металл или драгоценные камни, перемещенные потоком из первоначального источника, такого как жила, обычно составляют лишь мизерную часть общего месторождения. Поскольку драгоценные камни и тяжелые металлы, такие как золото, значительно плотнее песка , они имеют тенденцию накапливаться в основании россыпных месторождений.
Россыпные месторождения могут быть молодыми, всего несколько лет, как, например, канадские россыпные месторождения золота на пляже Королевы Шарлотты, или возрастом в миллиарды лет, как палеороссыпи урана озера Эллиот в пределах Гуронской супергруппы в Канаде. [3]
Содержащийся материал в аллювиальном россыпном руднике может быть слишком рыхлым для безопасной добычи методом туннелирования, хотя это возможно, если земля постоянно мерзлая . Если доступна вода под давлением, ее можно использовать для добычи, перемещения и отделения драгоценного материала от месторождения, метод, известный как гидравлическая добыча , гидравлический промыв или гидролиз .
Слово «россыпь» происходит от испанского слова «placer» , что означает отмель или аллювиальное/песчаное месторождение, от слова «plassa » (место) от средневекового латинского слова «placea » (место), откуда произошли слова «место» и «plaza» в английском языке. [4] Таким образом, это слово в испанском языке произошло от слова «placea » и относится непосредственно к аллювиальному или ледниковому месторождению песка или гравия.
.jpg/1280px-A_placer_mine_at_Alma_in_1880_-_DPLA_-_d36682f6190c8624b01556dfa53bc802_(cropped).jpg)
Альтернативная этимология выводит английское слово из американо-испанского placer (россыпь, песчаная отмель), от более раннего placel , по-видимому, от устаревшего португальского placel (россыпь, песчаная отмель). [5]
Россыпи поставляли большую часть золота для значительной части древнего мира. Гидравлические методы добычи, такие как замалчивание, широко использовались римлянами по всей их империи, но особенно на золотых приисках северной Испании после ее завоевания Августом в 25 г. до н. э. Одним из крупнейших мест был Лас-Медулас , где семь акведуков длиной 30 миль использовались для разработки россыпных месторождений золота в течение первого века нашей эры. [a]
В Северной Америке добыча россыпных металлов была известна в контексте нескольких золотых лихорадок , в частности, Калифорнийской золотой лихорадки и Колорадской золотой лихорадки , золотой лихорадки каньона Фрейзер и Клондайкской золотой лихорадки .
Россыпная добыча продолжается во многих регионах мира как источник алмазов, промышленных минералов и металлов, драгоценных камней (в Мьянме и Шри-Ланке ), платины и золота (в Юконе , на Аляске и в Британской Колумбии ).
Территория, хорошо защищенная от потока воды, является отличным местом для поиска золота. Золото очень плотное и часто находится в русле ручья. Многие различные месторождения золота разрабатываются по-разному. Россыпные месторождения привлекают многих старателей, поскольку их стоимость очень низкая. Существует много различных мест, где можно разместить золото, например, остаточное, аллювиальное и уступчатое месторождение.
Остаточные отложения чаще встречаются там, где на скалах было выветривание и где не было воды. Это отложения, которые еще не были смыты или перемещены. Остаточные обычно лежат на месте жилы. Этот тип отложений подвергается выветриванию скал.
Аллювиальные или элювиальные месторождения являются наиболее распространенным типом россыпного золота и часто являются самыми богатыми. Они содержат куски золота, которые были вымыты из жилы силой воды и отложились в осадке в водотоках или вблизи бывших водотоков. Поэтому они в основном встречаются в долинах или поймах.
Месторождения бенч-свиток образуются, когда золото достигает русла ручья. Золотые скопления в старом русле ручья, которые находятся высоко, называются месторождениями бенч-свиток. Их можно найти на более высоких склонах, которые стекают в долины. Сухие русла ручьев (бенч-свитки) могут быть расположены вдали от других источников воды и иногда могут быть найдены на вершинах гор. Сегодня многие горняки сосредоточивают свою деятельность на месторождениях бенч-свиток.
Глубокие свинцы образуются, когда бывшее русло ручья покрывается более поздними отложениями или магматической породой из вулканического извержения. Примеры существуют на золотых приисках Гульгонг и Кресвик в Австралии. Доступ к золотоносному гравию осуществляется с помощью шахт и проходок, похожих на методы подземной добычи, но обычно обрабатывается как россыпное золото. [6] [7] [8] Тепло, связанное с потоком магматической лавы, в некоторых случаях изменяло золотоносный гравий так, что его нужно было сначала измельчить, чтобы извлечь золото; пример такого глубокого свинца был найден в Лесных рифах , также в Австралии. [9] Если растительность была погребена вместе со старым ручьем в результате вулканического извержения, воздействие тепла и распада на эту погребенную растительность может привести к присутствию вредных количеств углекислого газа ( H 2 C O 3 ), как это произошло в глубоком свинцовом месторождении в Кресвике. [10]
Для добычи россыпного золота и драгоценных камней используется ряд методов, как с точки зрения извлечения минералов из земли, так и с точки зрения отделения их от незолота и недрагоценных камней.
Самый простой метод извлечения золота из россыпной руды — промывка . Эта технология появилась еще во времена Римской империи. [11] При промывке часть добытой руды помещают в большой металлический или пластиковый поддон, смешивают с большим количеством воды и перемешивают так, чтобы частицы золота, имеющие большую плотность , чем другие материалы, оседали на дно поддона. Затем более легкий материал пустой породы, такой как песок, грязь и гравий, смывается через край поддона, оставляя золото позади. Как только россыпное месторождение обнаружено путем промывки золота, шахтер обычно переходит на оборудование, которое может обрабатывать объемы песка и гравия быстрее и эффективнее. Промывка золота обычно использовалась сама по себе во время калифорнийской золотой лихорадки ; [12] однако сейчас она редко используется для получения прибыли, поскольку даже опытный золотоискатель может обработать только около одного кубического ярда материала за каждые 10 часов работы. [13]
Коробка-качалка (или «люлька») способна обрабатывать больший объем, чем лоток для золота; однако ее производительность все еще ограничена по сравнению с другими методами добычи россыпей. Она способна обрабатывать только около 3 или 4 ярдов гравия в день. [13] Она более портативна и требует меньше инфраструктуры, чем шлюзовая коробка, поскольку подается не через шлюз, а вручную. Коробка стоит на качалках, которые при качании отделяют золото, и эта практика называлась «качанием золотого младенца». Типичная коробка-качалка имеет длину приблизительно 42 дюйма, ширину 16 дюймов и глубину 12 дюймов со съемным лотком в верхней части, где собиралось золото. [14] Коробка-качалка широко использовалась по всей Северной Америке во время ранней золотой лихорадки, но ее популярность снизилась, поскольку стали более распространенными другие методы, которые могли обрабатывать больший объем. [13]
Тот же принцип может быть использован в большем масштабе, путем строительства короткого шлюзового ящика с барьерами вдоль дна, называемыми рифлями, для улавливания более тяжелых частиц золота, когда вода промывает их и другой материал вдоль ящика. Этот метод лучше подходит для раскопок с помощью лопат или подобных инструментов для подачи руды в устройство. Шлюзовые ящики могут быть короткими, всего в несколько футов, или более десяти футов (общий термин для тех, что больше шести футов +/-, - «Long Tom»). Хотя они способны обрабатывать больший объем материала, чем более простые методы, такие как качающийся ящик или промывка золота, это может стоить эффективности, поскольку было обнаружено, что обычные шлюзовые ящики извлекают только около 40% золота, которое они обрабатывают. [15]
Шлюзовой короб широко использовался во время калифорнийской золотой лихорадки для крупномасштабных операций. Когда ручьи стали все больше истощаться, были разработаны варианты шлюзового короба с колосниками и нижним течением. Гризли представляет собой набор параллельных прутков, размещенных под углом 45 градусов над основным шлюзовым коробом, которые отфильтровывают более крупный материал. Разновидность с нижним течением включает в себя дополнительные, вспомогательные шлюзовые короба, где материал изначально фильтруется. Затем он проходит через желоб в основной шлюзовой короб, где он снова фильтруется. И колосники, и нижние течения предназначены для повышения эффективности и часто использовались в сочетании. [13]
Промывка эффективна только в районах с достаточным водоснабжением и непрактична в засушливых районах. Разработаны альтернативные методы, в которых для отделения золота от песка используется продувка воздухом. Одним из наиболее распространенных методов сухой промывки является мексиканская сухая промывка. Этот метод заключается в размещении гравия на рифленой доске с мехами, расположенными под ней. Затем мехи используются для продувки воздуха через доску, чтобы отделить более легкий материал от более тяжелого золота. [17] Количество гравия, которое можно обработать с помощью мексиканской техники сухой промывки, варьируется от 1 1/2 до 4 кубических ярдов в день, и может быть обработано с максимальной эффективностью 80%. [18] Другой формой сухой промывки является « веяние ». Этот метод чаще всего использовался испанскими шахтерами в Америке, и для него требуется только одеяло и ящик с сеткой на дне. Сначала материал фильтруется через ящик, поэтому на одеяло помещается только более мелкий материал. Материал на одеяле затем подбрасывается в воздух, так что любой ветерок может сдуть более легкий материал и оставить золото позади. Хотя этот метод чрезвычайно прост и требует очень мало материалов, он также медленный и неэффективный. [13]
Барабан состоит из слегка наклонной вращающейся металлической трубы («секция скруббера») с экраном на ее разгрузочном конце. Подъемные стержни , иногда в виде прикрученных болтами уголков, прикреплены к внутренней части секции скруббера. Руда подается в приподнятый конец барабана. Вода, часто под давлением, подается в секции скруббера и сита, и сочетание воды и механического воздействия освобождает ценные тяжелые минералы от более легкого гравия. Минералосодержащая руда, которая проходит через сито, затем дополнительно концентрируется в более мелких устройствах, таких как шлюзы и отсадочные машины. Более крупные куски руды, которые не проходят через сито, могут быть перемещены в отвал с помощью конвейера.
Крупномасштабное просеивание россыпного золота из больших объемов аллювиальных отложений может быть выполнено с помощью механических драги. Эти драги изначально были очень большими судами, способными обрабатывать огромные объемы материала; однако, поскольку золото все больше истощалось в наиболее легкодоступных районах, более мелкие и маневренные драги стали гораздо более распространенными. [13] Эти более мелкие драги обычно работают, всасывая воду и гравий через длинные шланги с помощью насоса, где золото затем может быть отделено с помощью более традиционных методов, таких как шлюзовый короб. [13]
В районах, где земля постоянно мерзлая , например, в Сибири, на Аляске и в Юконе, россыпные месторождения могут разрабатываться под землей. [20] Поскольку мерзлая земля в противном случае слишком твердая и прочная, чтобы ее можно было добывать вручную, исторически для ее оттаивания перед выкапыванием разводили костры. [20] Более поздние методы включают в себя подачу струй пара («точек») в мерзлые отложения.
Доступ к глубоким пластам осуществляется методами, аналогичными традиционной подземной добыче.
Хотя эта процедура не является обязательной, технологическая вода может непрерывно рециркулироваться, а руда, из которой были извлечены искомые минералы («хвосты»), может быть утилизирована. Хотя эти процессы рециркуляции и рекультивации более распространены в современных россыпных горнодобывающих операциях, они все еще не повсеместно применяются.
Раньше технологическая вода обычно не перерабатывалась, а отработанная руда не утилизировалась. Остатки римского аллювиального золотого рудника в Лас-Медулас , Испания, настолько впечатляющи, что оправдывают присвоение этому месту статуса Всемирного наследия ЮНЕСКО . Методы, используемые римскими шахтерами, описаны Плинием Старшим в его труде Naturalis Historia, опубликованном около 77 г. н. э. Автор был прокуратором в регионе и, вероятно, стал свидетелем крупномасштабной гидравлической добычи россыпных месторождений там. Он также добавил, что местное озеро Каруседо было сильно заилено методами добычи.
Активисты-экологи описывают гидравлическую форму добычи россыпей как экологически разрушительную из-за большого количества ила, которое она добавляет в ранее чистые текущие потоки (также известный как «метод Далонеги»). [21] Большинство россыпных рудников сегодня используют отстойные пруды , хотя бы для того, чтобы обеспечить достаточное количество воды для проведения промывочных операций.
В Калифорнии с 1853 по 1884 год «гидравлическая промывка» россыпей удалила огромное количество материала с золотых приисков, материала, который был перенесен вниз по течению и поднял уровень участков Центральной долины примерно на семь футов в пострадавших районах и осел в длинных барах толщиной до 20 футов в некоторых частях залива Сан-Франциско . Этот процесс вызвал оппозицию, назвавшую себя «Ассоциацией против мусора». В январе 1884 года дело компании North Bloomfield Mining and Gravel Company запретило смывание мусора в ручьи, и мания гидравлической добычи в золотом регионе Калифорнии подошла к концу. [22]
Несмотря на экологические проблемы, добыча россыпей по-прежнему важна в таких регионах, как Юкон, и пользуется значительной поддержкой, а местные предприятия часто вывешивают плакаты, свидетельствующие об этом. [23]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )