Введение
Техника добычи минералов из аллювиальных отложений русел рек
Добыча плацеров – это извлечение минералов из аллювиальных (русловых) отложений. Это может быть выполнено открытым способом (также называемым открытой разработкой) или с использованием различного оборудования для поверхностных разработок или тоннелепроходческого оборудования. Добыча плацеров часто используется для поиска месторождений драгоценных металлов (особенно золота) и драгоценных камней, которые часто встречаются в аллювиальных отложениях – в песчано-гравийных отложениях современных или древних русел рек, или иногда в ледниковых отложениях. Металл или драгоценные камни, перемещенные течением из первоначального источника, такого как жила, обычно составляют лишь незначительную часть общего объема отложения. Поскольку драгоценные камни и тяжелые металлы, такие как золото, значительно плотнее песка, они, как правило, накапливаются в основании плацеровых отложений. Плацеровые месторождения могут быть совсем молодыми, всего несколько лет, как, например, канадские месторождения золота на пляже острова Шарлотты, или насчитывать миллиарды лет, как урановый палеоплацер озера Эллиот в составе Уранийской супергруппы в Канаде. Порода в аллювиальном плацеровом месторождении может быть слишком рыхлой для безопасной разработки тоннелями, хотя это возможно при постоянной мерзлоте грунта. При наличии воды под давлением ее можно использовать для разработки, перемещения и обогащения ценного материала из отложения, метод, известный как гидравлическая добыча, гидравлическая промывка или гидравлический способ.
Этимология
Слово «пласьер» происходит от испанского слова «placer», означающего косу или аллювиальный/песчаный отлог, от «plassa» (место) из средневекового латинского «placea» (место) – исходного слова для английских слов «place» и «plaza». Таким образом, испанское слово происходит от «placea» и напрямую относится к аллювиальному или ледниковому отложению песка или гравия. Альтернативная этимология выводит английское слово от американского испанского «placer» (пласьер, песчаная отмель), от более раннего «placel», предположительно от устаревшего португальского «placel» (пласьер, песчаная отмель).
История
Россыпные месторождения поставляли большую часть золота для значительной части древнего мира. Гидравлические методы добычи, такие как отмывка под давлением (hushing), широко использовались римлянами по всей их империи, но особенно на золотых приисках северной Испании после её завоевания Августом в 25 году до н.э. Одним из крупнейших месторождений был Лас-Медулас, где семь акведуков длиной 48 километров использовались для разработки аллювиальных золотых отложений в течение первого века нашей эры. В Северной Америке добыча россыпного золота стала известной в связи с несколькими золотыми лихорадками, в частности Калифорнийской, Колорадской, золотой лихорадкой в Каньоне Фрейзера и Клондайкской золотой лихорадкой. Добыча россыпного золота продолжается во многих районах мира как источник алмазов, промышленных минералов и металлов, драгоценных камней (в Мьянме и Шри-Ланке), платины и золота (в Юконе, Аляске и Британской Колумбии).
Депозиты
Область, хорошо защищенная от потока воды, – отличное место для поиска золота. Золото очень плотное и часто встречается в русле реки. С различными типами золотых месторождений обращаются разными способами. Россыпные месторождения привлекают многих старателей, поскольку их разработка обходится недорого. Золото может залегать в различных типах месторождений, таких как остаточные, аллювиальные и пойменные отложения.
Остаточный
Остаточные отложения чаще встречаются в местах, где происходило выветривание горных пород и отсутствовала вода. Это отложения, которые еще не были вымыты или перемещены потоками воды. Остаточные отложения обычно залегают на месте исходной руды. Этот тип отложений подвергается процессам выветривания.
Аллювиальный
Аллювиальные или элювиальные отложения – наиболее распространенный и часто самый богатый тип россыпного золота. Они содержат частицы золота, вымытые из коренных месторождений силой воды и отложенные в осадочных породах в руслах рек, бывших руслах или вблизи них. Поэтому их чаще всего находят в долинах или поймах рек.
Банка
Накопления золота в руслах рек образуются, когда золото достигает дна водотока. Высоко расположенные скопления золота в древних руслах рек называются пойменными отложениями. Их можно обнаружить на возвышенных склонах, дренирующих долины. Пересохшие русла рек (поймы) могут находиться далеко от других источников воды и иногда встречаются даже на горных вершинах. В настоящее время многие старатели сосредотачивают свою деятельность на разработке пойменных отложений.
Глубокие следы
Глубокие россыпные месторождения формируются, когда древнее русло реки перекрывается более поздними отложениями или изверженными породами в результате вулканического извержения. Примеры таких месторождений существовали в золотоносных районах Гулгонг и Кресвик в Австралии. Доступ к золотоносному гравию осуществляется через шахты и выработки, аналогичные подземным горным работам, но обычно он перерабатывается как аллювиальное золото. В некоторых случаях тепло, выделяемое лавовым потоком, изменяло золотоносный гравий, требуя предварительного измельчения для извлечения золота; пример такого глубокого россыпного месторождения был обнаружен в Forest Reefs, также в Австралии. Если вместе с древним руслом была захоронена растительность в результате вулканического извержения, то воздействие тепла и разложения на эту захороненную растительность может привести к образованию опасных концентраций углекислого газа (H2CO3), как это произошло на глубоком россыпном месторождении в Кресвике.
Методы
Для добычи россыпного золота и драгоценных камней используется ряд методов, как для извлечения минералов из земли, так и для их отделения от пустой породы.
Сборка
Самый простой способ извлечения золота из россыпного месторождения – это промывка на лотках. Этот метод известен как минимум со времен Римской империи. При промывке на лотках некоторое количество добытой руды помещают в большой металлический или пластиковый лоток, смешивают с достаточным количеством воды и перемешивают, чтобы частицы золота, обладающие большей плотностью, чем другие материалы, оседали на дно лотка. Более легкие пустые породы, такие как песок, ил и гравий, затем смываются через край лотка, оставляя золото. После того, как россыпное месторождение обнаружено с помощью промывки на лотках, старатель обычно переходит к оборудованию, которое может обрабатывать большие объемы песка и гравия быстрее и эффективнее. Промывка на лотках широко использовалась самостоятельно во время Калифорнской золотой лихорадки; однако сейчас она редко используется для получения прибыли, поскольку даже опытный старатель может обработать приблизительно один кубический ярд материала за 10 часов работы.
Рокер
Рокер-бокс (или "колыбель") имеет больший объем, чем лоток для промывки золота; однако его производительность все еще ограничена по сравнению с другими методами добычи россыпного золота. Он способен обрабатывать всего около 3-4 кубических ярдов гравия в день. Рокер широко использовался по всей Северной Америке в период ранней золотой лихорадки, но его популярность снизилась, поскольку другие методы, способные обрабатывать больший объем, стали более распространенными. Шлюзовый ящик широко использовался во время калифорнийской золотой лихорадки для крупномасштабных операций. Когда запасы в ручьях стали истощаться, были разработаны варианты шлюзов с решеткой ("гризли") и с подмывом. Решетка ("гризли") представляет собой набор параллельных перекладин, расположенных под углом 45 градусов над основным шлюзовым ящиком, которые отфильтровывают более крупный материал. Вариант с подмывом включает в себя дополнительные вспомогательные шлюзовые ящики, где материал первоначально фильтруется. Затем он перемещается по желобу в основной шлюзовый ящик, где подвергается повторной фильтрации. И решетка ("гризли"), и подмыв предназначены для повышения эффективности и часто использовались в комбинации. Количество гравия, которое можно обработать с использованием мексиканской техники сухой промывки, варьируется от 1,5 до 4 кубических ярдов в день и может быть обработано с максимальной эффективностью 80%. Другой способ сухой промывки – "веяние". Этот метод чаще всего использовался испанскими старателями в Америке и требует только одеяло и ящик с ситом на дне. Материал сначала просеивается через ящик, чтобы на одеяло попадал только более мелкий материал. Затем материал на одеяле подбрасывается в воздух, чтобы любой ветерок мог унести легкие породы, оставляя золото. Хотя этот метод чрезвычайно прост и требует очень небольшого количества материалов, он также медленный и неэффективный.
Подземные добычи
В районах, где земля постоянно промерзла, таких как Сибирь, Аляска и Юкон, месторождения россыпного золота могут разрабатываться подземным способом. Поскольку промерзшая земля слишком тверда для ручной добычи, исторически разводили костры, чтобы разморозить грунт перед началом работ. Большинство россыпных приисков сегодня используют отстойники, хотя бы для того, чтобы обеспечить достаточный запас воды для промывочных операций. В Калифорнии, с 1853 по 1884 год, гидравлическая разработка россыпей удалила огромное количество материала из золотоносных районов, который был унесен вниз по течению, подняв уровень отдельных участков Центральной долины примерно на семь футов в пострадавших районах и образовав длинные отложения толщиной до 20 футов в некоторых частях залива Сан-Франциско. Этот процесс вызвал противодействие, и была создана "Ассоциация против наносов". В январе 1884 года в деле компании North Bloomfield Mining and Gravel Company было запрещено сброс отходов в ручьи, и эпоха гидравлической добычи в золотодобывающих районах Калифорнии подошла к концу.
Примеры
Бассейн Витватерсранд в Южной Африке является примером месторождения плацера, так как это аллювиальный осадочный бассейн возрастом 3 миллиарда лет, содержащий по меньшей мере 70 рудных минералов. Золотая лихорадка в Фрейзер-Каньоне в 1858 году привела к образованию Колонии Британская Колумбия (1858–1866). Золотая лихорадка в Клондайке началась в 1896 году, когда в районе Клондайка на Аляске и в канадской территории Юкон были обнаружены золотые самородки. Эти самородки были найдены в проточной воде, что сделало Клондайк месторождением аллювиального плацера, которым оно вскоре и стало, когда в этот регион отправились около 30 000 золотоискателей.