细小金颗粒在分异冲积层中富集的岩性前提条件

吴宗昌译 赵经祥审

通过对细小金颗粒富集带内外分异冲积层中的岩性标志进行比较,有助于将砂矿的形成与河床内的沉积过程进行相关分析。这里的研究对象是雅库京(Yakutian)地区不同的第四纪冲积沉积物,它们反映了河流盆地内近代岩石成因学背景的多样性。这里所发现的相关性,使得根据冲积层序有关规律的经典概念来模拟沙嘴(spit)型砂矿的结构成为可能。

1 问题和方法

我们知道不同岩性的冲积层,其沉积物中事实上有细小金颗粒富集,但是对这种富集带的解释却各不相同(相互矛盾)。解决这一问题,使我们有可能运用冲积物序列形成规律中的经典概念来建立冲积砂矿的成矿模型。在制定含金冲积物岩石学特性研究的目标时,既要考虑河流沉积背景的多样性(雅库京低地中心、莱娜(Lena)高原、阿尔丹(Aldan)丘陵地带、Ol’chan-El’ga 内陆),又要考虑存在金颗粒富集的普遍规律。将河流相冲积物独特的岩性特征与金颗粒的富集程度进行对比,以确定复杂的采样模式。

2 冲积层中存在金富集的构造标志

众所周知,旋涡状水流可发生在任何宽度和形态处的河道中,但在河道弯曲处最为强烈。在这种弯曲的末端,沙洲坝冲积物构成了上面所提到的“正常”(从细碎屑至粗碎屑)沉积序列的河床。这种有序沉积只会在河道拐弯处发生变化,原因是洪水在那里产生强度很独特的横向水循环,其结果是,沙洲坝面向漫滩一侧水流中心处的粗粒物被移走。其沉积中心相当于一个强烈阻止河水流动的堤坝。横向(相对于河道)水流速度的下降与心滩(CB)边缘脊的高度直接相关,并在沙洲边缘下降至最低,在此处河水流经河漫滩时,形成的冲积物构成了心滩最上层的冲积相。所以,这种高水位的河流沉积物的沉积,改变了正常的沉积序列:碎屑沉积序列的沉积韵律变粗而不是变细了。此外,最粗的碎屑韵律出现在心滩相的最上层。

3 冲积层中金颗粒聚集的粒度指标

B.S. Lunev(1967)调查了冲积物分异的特殊性,并注意到了对冲积物分选的如下指标(基于 D.V. Nalivkin 的工作基础):即某一粒度颗粒的数量与其它粒度颗粒数量的比值。根据Lunev 的研究,冲积层高度分选是加积平原的特征,但是它在河道中的形成需要固体径流中含有丰富的特征性粗碎屑物质。将这个先决条件考虑在其中,我们论述了拥有不同金富集度的河流沉积物中粗、细级别碎屑颗粒的定量比率特征。这些特征在山区的含金冲积层中也会出现(虽然微弱),这里的碎屑沉积分异未达到成熟的程度。

4 冲积物的矿物学特征

我们知道,晕带内的矿物组合是根据水动力平衡原理形成的,沉积物中聚集的是水力大小(或速降)近似相等的颗粒。水力的大小与矿物颗粒的很多性质有关,尤其与它们形状的平整度有关。测量结果显示,等轴的矿物颗粒与扁平的金颗粒有相同的沉积速率,这是该类矿床的突出特点。

5 冲积层沉积序列的结构

上文提到的在细小金颗粒聚集区的冲积层岩性特征表明,该区域的沉积过程是阶梯式发育的。根据测试数据,N.I.Makkaveev(1955)指出:在河道弯曲处的水流速度场结构表现出高度复杂、非对称(相对于等速度线)及高强度(流水动能)的特点。这样的冲积环境本质上也反映在金颗粒富集程度和冲积层序结构方面,正如图1所示,它的左侧部分是反映地形起伏变化的影响、以及水流结构转变而引起的河漫滩结构变化的示意图;右侧部分反映的是M.I. L’vovich(1938)记录到的冲积层中金颗粒富集水平与Sutar 河谷(Amur 河流盆地)流水形态间的关系。
图1 河漫滩地貌、冲积层中金颗粒含量及河流结构之间的相互关系
图1 河漫滩地貌、冲积层中金颗粒含量及河流结构之间的相互关系

6 结论

细小金颗粒与寄主沉积物颗粒一起聚集在分异冲积层内,它们的分布模式继承了冲积物序列的结构特点。颗粒的富集是河道弯曲处的碎屑物质经水力分选的结果。最终的沉积序列有特定的结构与组份。因此,岩性研究方法可以用于建立砂矿的成矿模型,我们提出了砂矿体的一个新构想,其中考虑了冲积序列的形成和结构规律。在分异冲积层内的细小金颗粒砂矿体(“沙嘴”型的砂矿体)被公认为是多层的细小金颗粒的富集体,它被限制在河漫滩及阶地沉积序列中的心滩相内。它沿着河谷展布,且其前锋堆积段的富集程度最高。需注意的是,这里提出的砂矿体的定义适用于任何矿物颗粒,只要它们具有与细小金颗粒一样的水动力条件。

译自:A. A. Blinov. Lithological Prerequisites of the Concentration of Smalland
Fine Gold Particles in the Differentiated Alluvium[J]. Lithology and Mineral Resources, 2015,
50(2): 170~180. 

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