ГЕОХІМІЧНІ МЕТОДИ ПОШУКІВ

Перевагами геохімічних методів пошуків є великі можливості використання їх на різних стадіях геологорозвідувального процесу і в широких діапазонах ландшафтно-кліматичних ситуацій, оголеності і розчленованості рельєфу досліджуваних регіонів, а також об'єктивність, висока інформативність і оперативність досліджень. Методи дозволяють швидко визначати дуже низькі концентрації хімічних елементів в будь-яких природних матеріалах по великому числу проб і виявляти аномальні ділянки з підвищеним вмістом корисних компонентів. На виявленні та оконтурюванні таких рудних аномалій, які виявлятимуть ореоли розсіювання металів корінних родовищ, і засновані геохімічні методи пошуків. Використання різноманітних геохімічних даних при складанні прогнозних Карг підвищує глибинність прогнозування руд до 1 км, що особливо важливо при пошуках прихованого зруденіння.

Залежно від типів ореолів розсіювання елементів виділяються такі геохімічні методи пошуків як літохіміческій, гідрохімічний, біохімічний, атмохимічеськие і термобарометріческій. Серед них найважливіше значення в практиці робіт має літохіміческій метод пошуків, що дозволяє здійснювати оцінку рудоносних структур на кількісній основі.

Літохіміческій метод використовує первинні і вторинні ореоли розсіювання хімічних елементів в гірських породах. Завдання зводиться до того, щоб на тлі середнього вмісту елемента (фонового) для району виявити аномальні ділянки з підвищеними параметрами розсіювання елемента. Суть методу полягає в систематичному випробуванні порід з метою визначення в них вмісту рудних елементів і виявлення характеру і форми ореолів і потоків розсіювання. На основі вивчення ореолів розсіювання елементів з урахуванням геологічної, мінерагенічній і геоморфологічної обстановки виявляються ділянки, перспективні на виявлення корінних родовищ корисних копалин. За первинним літохіміческіх ореолам елементів можна виявляти як виходять на поверхню, так і приховані рудні тіла. За вторинним ореолом і потокам розсіювання виявляються родовища і окремі рудні поклади, приховані під пухкими відкладеннями. Цей метод включає наступні операції:

> Вибір місць можливого зруденіння і щільності мережі випробування,

> Відбір і обробку проб,

> Аналіз проб,

> Узагальнення та інтерпретацію результатів літохіміческіх випробування.

Вибір місця взяття проб і густоти мережі випробування визначаються проектним завданням і характером прояву ореолів розсіювання мінералів і елементів. Дослідження по ореолам ендогенного і екзогенного розсіювання рудного речовини проводяться переважно на стадіях детальних геологознімальних, пошукових, оціночних і розвідувальних робіт, а також при виконанні спеціальних мінерагенічних робіт. Проби відбираються з пухких або корінних порід по лініях геологічних маршрутів, попередньо інструментально розбитих або прив'язаних до місцевості спеціальними навігаторами. Випробування по корінних порід здійснюється в найбільш перспективних ділянках, досить добре оголених або розкритих гірничими виробками, картіровочние або структурно-пошуковими свердловинами. Такі площі охоплюють, перш за все, ендо- та екзоконтактах рудоносних інтрузівов, вулкан-плутонічних вогнищевих структур, зон метасоматитов, черносланцевой горизонтів, мінералізованих блоків терригенно- вулканогенних синкліналей, продуктивних фацій осадових порід і ін.

При вивченні вторинних литохимических ореолів проби відбираються з пухких відкладень з урахуванням їх генезису, геологічної обстановки і геоморфологічний умов району. В умовах гірського рельєфу з добре розвиненою гідромережа найбільш сприятливі для випробування тонкі илисто-глинисті фракції аллювия - донні опади дрібних річок, струмків, сухих балок, конусів виносу делювіальних і алювіальних відкладень. Таким шляхом вивчаються потоки розсіювання, які простежуються нерідко на більш значні відстані в порівнянні з ореолами розсіювання великих річок, де рудні компоненти швидко разубожівающіх до фонових змістів. Вивчення потоків розсіювання рудного речовини отримало назву методу пошуків по донним опадів . В умовах платформ з потужним чохлом пухких відкладень і в пснсплснізірованних областях зі слабо розвиненою гідромережа пошуки по донним опадів неефективні.

При малої потужності пухкого покриву вивчення вторинних ореолів розсіювання корисних компонентів здійснюється шляхом відбору проб з верхнього шару елювії і делювії. Глибина відбору проб змінюється від 15-20 см в сухих і посушливих районах з нейтральними Сероземи і чорноземами до 40-80 см в районах з вологим кліматом і підзолистими сірими і бурими лісовими грунтами. При детальних пошуках, геологічних оціночних роботах раціональну глибину випробування визначають експериментально за типовими площами. При геологічних зйомках дрібного і середнього масштабів 1: 1000000 ... 1: 100000 проби відбираються попутно по лініях геологічних маршрутів. Великомасштабні і детальні геологосейсмічні роботи масштабів 1: 50000 ... 1: 10000 виконуються після інструментальної розбивки

пошукової мережі з розміщенням пошукових ліній хрестом простягання очікуваних рудоносних структур або з прив'язкою пунктів відбору проб навігаторами. В умовах потужних наносів (перші десятки-сотні метрів) поховані ореоли розсіювання вивчаються по керну картіровочние свердловин. Спеціальні літохіміческіе зйомки в таких умовах виконуються тільки на свідомо перспективних площах.

Густота мережі випробування при літохіміческіх методі пошуків визначається масштабом досліджень. Відстань між маршрутами - профілями і пробами за профілями коливаються від 18 ... 1 км до 100 ... 50 м, в масштабах робіт 1: 1000000 ... 1: 100000 до 500 ... 10 км і 50 ... 5 м при масштабах 1: 50000 ... 1: 1000 (табл. 8).

Таблиця 8

Густота мережі випробування при літохіміческіх методі пошуків

масштаб

досліджень

Відстань між маршрутами або профілями

Відстань між пробами за маршрутами або профілів, м

Число проб на 1 км '

1: 1000000

12-18 км

100

1

1: 500000

6-4 км

100

2

1: 200000

2 км

100-50

5-10

1: 100000

1 км

100-50

10-20

1: 50000

500 м

50

40

1: 25000

250-200 м

50-20

80-250

1: 10000

100 м

20-10

500-1000

1: 5000

50 м

20-10

1000-2000

1: 1000

Юм

5

20000 і більше

Маса або вага проби і її характер залежать від виду литохимических досліджень. При вивченні первинних ореолів проби являють собою кілька шматочків корінний породи загальною вагою 100-150 г. Відбір проб пухких елювіальний делювіальних відкладень виробляється з шурфів, закопушек або свердловин різної глибини - від 0,2 до 10 м. В пробу відбирається дрібна фракція (менш 1 мм) загальної маси 20-50 г. При випробуванні донних опадів проби відбираються в руслі водотоку або в береговій частині його з піску, маса (вага) окремої проби становить 20 м

Відібрані, занумерованих і задокументовані спроби обробляються в лабораторії. Проби з первинних ореолів подрібнюють до 0,1 мм і скорочують на дві частини. Матеріал першої половини додатково стирається до стану пудри і відправляють на спектральний аналіз. Друга частина проби зберігається в якості дубліката. Проби вторинних ореолів розсіювання просушують і просівають через сито 1-0,5 мм. Дрібну фракцію масою 15-20 г відправляють в спектральну лабораторію, де її додатково подрібнюють до стану пудри.

Оброблені літохіміческіе проби у вигляді кінцевих наважок 20 г піддають спектральному аналізу на 18 або 30 елементів, передбачених проектом робіт. Зазвичай при дрібно-середньомасштабних знімальних роботах кількість аналізованих елементів складає 30-32, а при детальних пошуках, коли загальна геохимическая ситуація і очікувані корисні елементи зрозумілі, воно скорочується до 10-15 хімічних елементів. Але вони повинні включати всі халькофільних і рудні компоненти. Для одного спектрального аналізу потрібно навішування 1 г проби.

Узагальнення та інтерпретація результатів літохіміческіх випробування полягає в нанесенні даних аналізів на графічні матеріали і їх вивченні. При виконанні маршрутних пошуків складаються геохімічні розрізи, а при майданних пошуках - геохімічні карти в изолиниях змістів проаналізованих елементів (рис. 12, 14, 23, 25, 46). Вивчення геохимической інформації з урахуванням геологічної обстановки і геоморфологічних даних дозволяє встановити місцезнаходження рудних тіл, що визначили наявність ореолів розсіювання в регіоні. В умовах рівнинного рельєфу рудні тіла зазвичай розміщуються в контурі ореолу розсіювання, а на схилах гір - вище по схилу, іноді за межами ореолу. Інтерпретація вторинних литохимических ореолів передбачає визначення складу руд і можливого рівня зрізу прогнозованого зруденіння. Зазвичай залишкові елювіально-делювіальні ореоли по морфології і складу добре корелюють з первинними ореолами розсіювання, що дає можливість використовувати вторинні ореоли при прогнозуванні не тільки для пошуків перекритих (наноси 5 10 м), але і прихованих або слабо еродованих родовищ.

Накладені сорбційно-сольові геохімічні ореоли дозволяють прогнозувати рудну мінералізацію на глибинах до 100 ... 400 м і більше. При вивченні та оцінці вторинних литохимических ореолів розсіювання визначають їх морфологію, розміри, склад, контрастність, продуктивність, зональність, рівень ерозійного зрізу і оцінюють ступінь перспективності структур на виявлення промислових руд. Іноді по вторинним ореолом вдається передбачити масштаби прихованого зруденіння (рис. 23).

Первинні літохіміческіе ореоли ендогенних родовищ істотно перевищують розміри рудних тіл і відображають речовий склад руд. Виявляють кількісне співвідношення корисних і інших компонентів в рудах, зональність в розподілі рудних елементів і елементів-індикаторів зруденіння (рис. 47, 48, 62, 86-89). Нерідко вдається встановити зональне розміщення ендогенних аномалій навколо рудних тіл з відокремленням надрудних Ва, Sb, Hg, І, Вг, ТІ, околорудних Cu, Pb, Zn, Bi, Ті, Se, Cd, Ag, Au і подрудних Ni, Со, V , Сг, Mn, Mo, Sn, W, Be груп елементів (рис. 12, 85, 86). Порівняння типу і параметрів ореолів, виявлених при пошукових литохимических роботах, з геохімічними моделями еталонних родовищ, дає можливість оцінити склад передбачуваних руд, глибину залягання і промислову значимість прихованою зруденіння.

Для геохімічних аномалій, обумовлених прихованими покладами руд, характерно ослаблення їх контрастності в міру збільшення глибини залягання рудних тіл. Іноді лінійні геохімічні аномалії високої інтенсивності відповідають зонам підвищеної дислоційованості порід. Якщо вони супроводжуються слабо контрастними ореолами рудних елементів, то можна припускати на глибині приховане промислове оруденение.

При обробці таких слабких геохімічних аномалій використовуються методи сумарних адитивних і мультиплікативних ореолів з метою посилення їх контрастності (див. Рис. 85, 89). Нерідко при пошуках прихованого сульфидного зруденіння застосовуються методи фазового аналізу рудних елементів, наприклад, Аu, (метод ЧИМ - часткового вилучення металів та інших). Значні можливості для цілей прогнозу прихованого ендогенного зруденіння закладені в литохимических ореолах йоду. Первинні ореоли цього геохимически рухомого елемента мають значні розміри і зональну будову. Йод утворює найбільш протяжні і далеко йдуть від рудних тіл первинні і вторинні ореоли, проникаючі через породи - екрани, недоступні для руху основних рудообразующих елементів. Глибинність литохимических пошуків руд по ендогенних ореолам йоду досягає 700-1000 м.

Гідрохімічний метод пошуків зруденіння заснований на вивченні гідрохімічних ореолів розсіювання рудного речовини ендогенних родовищ корисних копалин. Гідрохімічні методи застосовуються при дрібно-, середньо- і великомасштабних і детальних пошукових роботах, рідше при оціночних і розвідувальних стадіях. Ефективність гідрохімічних досліджень визначається високою базарною показністю гідрохімічний проби, простотою операції, низькою вартістю і можливістю отримати результати вже в період польових робіт. Цей метод має найбільшу серед всіх геохімічних методів глубинностью, а це дозволяє успішно використовувати його для пошуків прихованого і перекритого зруденіння [Основи гидрогеохимических ..., 1983]. Отримувані гідрохімічні матеріали дозволяють виділяти перспективні на руду площі в рангах рудного району (при дрібно-середньомасштабних дослідженнях), рудних вузлів, рудних полів (при великомасштабних роботах) і прихованих рудних тіл на флангах і глибоких горизонтах відомих рудних полів і родовищ. В останньому випадку проводяться детальні літохіміческіе дослідження.

Недоліком гідрохімічного методу є залежність робіт від багатьох чинників. Наприклад, від кількості і тривалості випадання водних опадів, пори року, рівня грунтових вод, інтенсивності процесів окислення, активності водообміну, наявності геохімічних бар'єрів, техногенних факторів та ін. Найбільш сприятливими для застосування цього методу пошуків є гірські, передгірні райони, які характеризуються розвиненою гідромережа з невисокою загальною мінералізацією вод до 1 г / л і вологим кліматом. Ефективність гидрогеохимических досліджень в цілому нижче, ніж литохимических.

Гідрохімічний метод включає відбір проб води та попередній аналіз їх на місці відбору, геологічну і гідрогеологічну документацію випробування, хімічний і спектральний аналіз води в лабораторіях, обробку матеріалів і інтерпретацію результатів випробування.

При геологічній зйомці масштабу 1: 200000 ... 1: 100000 проби води відбираються переважно з вододжерел по долинах великих річок на ділянках перетину ними можливих рудоносних структур - розривів, інтрузівов, ЇХ екзо і ендоконтактових зон, зон гидротермально перетворених порід і т.д . Проби відбираються з грунтових вод алювіальних відкладень, поверхневих водотоків поблизу корінних берегів і з джерел підземних вод. Обсяг проби води залежить від величини одержуваного сухого залишку води (визначається солеміром) і коливається від 0,1 до 1 л.

При геологознімальних роботах масштабу 1: 50000 ... 1: 25000 і крупніше проби води відбираються практично з усіх вододжерел, розташованих по долинах річок, струмків, ущелин, логів, на вододільних просторах, а також з боліт. При відсутності джерел для відбору проб води проходяться шурфи, свердловини. Проби відбирають в чисті пляшки, надійно закривають і упаковують. Всі проби документуються в журналі випробування.

Аналіз проб води проводиться на базі польової партії. Хімічним способом визначаються сульфат-іон, хлор-іон, pH, суми металів. У стаціонарних лабораторіях визначається загальний хімічний склад води, виконуються контрольні визначення іонів-катіонів макросостава вод; аналізуються спектральним, полярографическим методами сухі залишки проб на рудні елементи.

При узагальненні та інтерпретації результатів гідрохімічних пошуків на геологічну карту наносять вага точки випробування, близько них умовними знаками показують змісту елементів. Складаються таблиці середніх змістів компонентів у водах, приурочених до різних комплексам порід. Складаються гідрохімічні профілі і різні графіки вмісту хімічних елементів. Сукупність таких даних дозволяє виділити ділянки і структури з підвищеними концентраціями металів і оцінити можливу їх рудоносность. При проведенні гідрохімічних робіт, інтерпретації отриманих геохімічних даних і прогнозуванні можливого зруденіння враховуються pH середовища, міграційні властивості елементів в різних середовищах, тип геологічної структури (платформа, щит, складчаста область, зона тектоно-магматичної активізації) і природно-кліматичні умови. Гідрохімічні поля рудних родовищ визначаються, перш за все, мінеральним і елементним складом руд (рис. 91).

Розрізняють наскрізні елементи Сі, Pb, Zn, Со, Ni, As, Sb, які присутні в гідрохімічних поле більшості рудних родовищ, і спеціальні Li, Sn, Cs, W, Be, Au, Ag і ін., Що підкреслюють рудну спеціалізацію об'єктів. Розподіл концентрацій елементів в поле зональне - в центральних частинах гідрохімічних ореолів в водах зосереджені елементи з обмеженим геохимическим діапазоном водної міграції Li, Rb, Cs, Sn, Fe, Pb, Cu, Ce, Co, W, Nb, Sb, а на периферії - елементи з широким міграційним діапазоном (Zn, Мо, В, F, С1, U і ін.) (рис. 18, 91).

Гідрохімічні пошукові ознаки рудних родовищ поділяються на універсальні, що включають підвищені вмісту цинку і сульфат-іона і суми халькофільних елементів Сі, Pb, Cd, Ag, Со, Ni, Mo, As, Sb; групові F, Be, Li, Rb, Mo для редкометалльних об'єктів; зменшення pH і концентрації НСОз для сульфідних родовищ; спеціальні, що включають основні елементи рудних скупчень - Li, W, Mo, Be, Ag, Au, Sn, Nb). При дрібномасштабних (1: 1000000 ... 1: 500000) дослідженнях використовуються тільки універсальні ознаки вод і pH, при середньомасштабних (1: 200000 ... 1: 100000) - універсальні і групові ознаки, а при великомасштабних і детальних роботах (1: 50000 ... 1: 2000) - універсальні, групові та спеціальні гідрохімічні ознаки [Основи гідрохімічних ..., 1983].

Необхідно особливо підкреслити залежність гідрохімічних досліджень від сезонних умов їх проведення. Щоб усунути або послабити вплив сезонних коливань водного режиму і складу вод, як пошукової ознаки приймається відношення іонів. SO - 2 4 / Cl -

Водні ореоли поширюються від сульфідних родовищ на 0,5-3 км, рідко до 8 км [Методи пошуків ..., 1977]. Над прихованими рудними покладами гідрохімічні ореоли мають зональну будову з відокремленням груп елементів, властивих надрудним, рудних і подрудним зрізах, (рис. 91).

Біохімічний метод пошуків базується на вивченні біохімічних ореолів розсіювання рудних елементів. Метод включає відбір рослинних проб, їх озолення, аналіз золи, узагальнення та інтерпретацію отриманих результатів. Систематичного випробування територій передують експериментальні дослідження, спрямовані на з'ясування того, які частини рослин в даному регіоні виявляються концентраторами металів - листя, кінці гілок, кора дерева, коріння. Потім рослинність на території, що вивчається випробовується по квадратної або прямокутної мережі в масштабі пошукових робіт (рис. 9, 93). Наприклад, при біохімічних пошуках в масштабі 1: 10000 відстань між лініями становлять 100 м, а між пробами по лініях - 20-10 м. Для визначення вмісту металів в золі рослин використовується переважно спектральний метод аналізу.

Біохімічні пошуки рудних родовищ дозволяють виявляти біогенні ореоли концентрації рудних елементів або елементів-індикаторів цих рудних об'єктів в рослинах або на їх останках. У першому випадку вони називаються фітогеохіміческімі, а в другому - торфогеохіміческімі дослідженнями. Для досліджень використовують безбар'єрні біооб'єкти, тобто рослини, які накопичують рудні елементи лінійно-пропорційно змістів їх в живильної середовищі - в грунтах, грунтових водах. Такі біогенні концентрації в сотні- тисячі разів підвищують фонові змісту елементів в рослинах, які ростуть на безрудних площах. Використовуються і так звані практично безбар'єрні рослини, тобто тс, концентрації металів в яких в 100 разів вище місцевого фону. Вони дають приблизно-кількісну пошукову інформацію. Власне безбар'єрні рослини дозволяють отримувати неспотворену пошукову інформацію (рис. 93).

До першого типу рослин відносяться береза, хвойні дерева, полин, мох, лишайники. На теренах СНД вони становлять 5% досліджуваних рослин. До другого типу рослин належать близько 17% від загального рослинного покриву регіонів. Кількісні бар'єрні характеристики визначають не тільки вид рослини, але і тип його анатомічної тканини. Безбар'єрними зазвичай виявляються зовнішні покриви коренів, кора дерев і стебла трав, а бар'єрними - листя, молоді пагони, квіти, плоди і насіння [Ковалевський, 1984].

Біохімічні дослідження дозволяють виявляти і оконтурювати аномальні ділянки, що відповідають площам потенційних рудних районів, рудних вузлів або рудних полів і родовищ в повній відповідності з результатами дрібно- середньомасштабних і великомасштабних, детальних прогнозно-мінерагенічних і пошукових робіт. При інтерпретації біохімічних даних і прогнозуванні промислового зруденіння необхідно враховувати такі особливості:

  • 1) кількісно-інформативні в прогнозно-пошуковому відношенні рудні біохімічні ореоли, які утворюються тільки в безбар'єрних видах і частинах рослин;
  • 2) літохіміческіе ореоли родовищ як основне джерело елементів-індикаторів руд;
  • 3) аномалії хімічних елементів, характерних для даного типу зруденіння і мають індикаторне значення для пошуків рудних об'єктів різного рангу;
  • 4) кількісні характеристики рудних біохімічних ореолів (концентрації рудних елементів, інтенсивність їх накопичення і площа поширення), які визначають масштаб зруденіння;
  • 5) біохімічну зйомку, виконувану в районах з високою металоносні вод, що дозволяє прогнозувати тип зруденіння;
  • 6) глибину залягання очікуваного зруденіння, що залежить від глибини проникнення кореневих систем рослин (1-30 м), гідрогеологічної обстановки ділянки і від величини висхідній міграції сорбційно-сольових (до 150 м), атмогеохіміческіх і сорбційно-атмохимічеськие ореолів газоподібних мігрантів рудних тіл (Hg , S, Se, F, Cl, Br, I), що досягає для газортутні ореолів двох кілометрів [Ковалевський, 1984].

Отже, біохімічні дослідження розглядаються в якості одного з прямих глибинних методів пошуків рудних скупчень. Вони найбільш ефективно використовуються на стадіях великомасштабних геологознімальних, пошукових і оціночних робіт. Доцільність їх застосування визначається можливістю пошуків і оцінки зруденіння в закритих заліснених територіях, швидкістю отримання корисної інформації, глубинностью (до 70 і більше метрів) і відносною ефективністю цього методу.

Атмохимічеськие (газові) методи пошуків засновані на вивченні розподілу газових компонентів в підземній і приземної атмосфері з метою виявлення ореолів розсіювання рудних елементів і елементів-індикаторів родовищ корисних копалин. В даний час накопичений значний досвід застосування цих методів для пошуків родовищ нафти, газу, кам'яного і бурого вугілля, ртуті, радіоактивних та інших руд. При пошуках ендогенних рудних родовищ найбільш широко використовується газортутні метод.

Відомі три групи газів, які формують атмохимічеськие ореоли розсіювання елементів родовищ корисних копалин. Перша група включає первинні гази - компоненти процесів рудоутворення: СО 2 , аргон, H2S, СН 4 , Про 2 , Cl, F, С орг і I, Hg, Br. Виділення цих газових компонентів з рудних асоціацій родовищ відбувається протягом усього періоду рудоутворення і наступних процесів перетворення руд. Другу групу складають гази, що надходять з глибин по тектонічних розломах земної кори і мантії. Такі розломні структури можуть також контролювати утворення ендогенних руд. До таких газів відносяться ССЬ, гелій, водень, вуглеводні, аргон, Hg, Br, I. Вони є продуктами дегазації мантії як результат ядерних реакцій в надрах Землі. Ряд газів - радон, Горон, актинон, криптон є продуктами радіоактивного розпаду елементів. До третьої групи відносяться гази, що виникають при формуванні зони окислення на місці ендогенних родовищ. Перш за все до них відносяться колчеданні і інші сульфідні родовища. Накопичуються вторинні продукти СО 2 , H2S, SO 2 , SO 3 , скорочується зміст О2 в атмосфері зони окислення рудних родовищ. Відбувається відновлення ртутьвмісних мінералів до самородної ртуті і перехід її в газову фазу.

Найбільш поширеним газовим компонентом рудних родовищ вважається ССЬ. У зоні окислення він є основним продуктом перетворення сульфідних руд і розкладання карбонатів. ССЬ виділяється також в процесі життєдіяльності рослин і організмів у грунті і при окисленні органічної речовини киснем поблизу поверхні Землі. Він також є основним компонентом вулканічних газів і гидротерм. Серед вуглеводнів переважає метан. Він міститься в грунтах, болотах, виникає при біохімічних і вулканічних процесах, при впровадженні интрузий. Виникає в гідротермах при взаємодії водню або водяної пари з вуглецем, його окисом і двоокисом. При вивченні газових ореолів постійно фіксуються вуглеводні і перш за все метан. Водень широко поширений в вулканічних газах, покладах калійних солей, в рудних родовищах різного складу. Він виникає при термальному впливі интрузий і гидротерм на органіку, при глибинному термокаталітіческого розкладанні води. Сірководень, сірчистий газ утворюється в зоні окислення сульфідних родовищ, за рахунок біохімічних процесів в океанах, в вулканічних газах і гідротермах вулканічних ореолів. Аргон характерний для галогенних руд і газових виділень глибинних розломів.

Газові пошукові методи активно застосовуються при пошуках ендогенних, калійних солей і вугільних родовищ. Наприклад, пошуки родовищ каустобиолитов атмохимічеськие методом виробляються на перспективних площах після регіональних геологічних зйомок і геофізичних досліджень. На перспективних ділянках розбивається прямокутна або квадратна пошукова мережа, в кожному пункті якої за допомогою бура і спеціального газоотборника з глибини 1,5-2 м відкачується підгрунтовий повітря. В отриманих пробах цього повітря визначається вміст вуглеводнів. Результати випробування виносять на геологічну карту. За сумою геолого-геофізичних даних і результатів газової зйомки виділяються перспективні ділянки, підлягають подальшому вивченню.

Еманаційних метод розроблений на вимірах концентрації радіоактивних еманацій в грунтовому повітрі. Радіоактивні еманації включають радон, торону, актинон, які поширюються від джерела радіоактивного розпаду в навколишнє середовище переважно дифузійним шляхом і накопичується в грунтах над рудними тілами урану, торію. Фонові вмісту радіоактивних еманацій в грунтах зазвичай складають від 0,1 до 10 еман, а на аномальних ділянках в грунтовому повітрі можуть становити десятки тисяч еман.

Метод еманаційних зйомки територій має високу чутливість і забезпечує виявлення ореолів розсіювання в породах і рудах урану з вмістом в тисячні частки відсотка. Тому цей метод може використовуватися для пошуків не тільки уранових, а й інших рудних і нерудних родовищ. У таких рудах має бути хоча б мінімальну кількість радіоактивних елементів - U, Th, К. До таких руд відносяться редкометалльние і слюдяні родовища пегматитів, фосфоритів, бокситів, залізних, титанових, ванадієвих, рідкоземельних руд. Проби газу відбираються з пухких відкладень спеціальними пробовідбірниками з дрібних свердловин. Глибина випробування залежить від потужності пухких відкладень і коливається від 1 до 2 м.

Для прогнозу і пошуків глубокозалегающих ендогенних родовищ в останні десятиліття активно використовувалося вивчення ореолів розсіювання вільних парів ртуті в грунтової і приґрунтовому атмосфері. Джерелами газортутні ореолів є різноманітні рудні родовища, зони золото-сульфідної і інший мінералізації, зони глибинних розломів, тіла метасоматитов (рис. 92, а, б). Первинні ореоли ртуті найбільш інтенсивні в надрудних горизонтах сульфідних родовищ. Тут продуктивність їх в 3-8 разів вище, ніж в околорудних і подрудних перетинах.

Екзогенні процеси підсилюють газовиділення ртуті. Нерідко над рудами ендогенних родовищ виявляються ореоли з вмістом ртуті в 5-1000 разів більше, ніж в оточуючих породах. Кількість ртуті в таких ореолах залежить від температури газів, форми її знаходження і від концентрації у твердій фазі, від обсягів рудних тіл і умов відкритості досліджуваного ділянки.

Газортутні пошуки проводяться переважно на стадіях великомасштабної геологічної зйомки і пошуків [Фурсов, 1983]. Їх використовують при дотриманні наступних умов: родовища прогнозовані повинні бути джерелами парів ртуті; присутність тектонічних зон, тріщинних каналів фільтрації парів ртуті; наявність перекривають відкладень, сприятливих для накопичення ртуті. Випробування проводиться за прямокутної мережі пошукових робіт у відповідному масштабі 1: 50000 ... 1: 2000. Використовуються пробоотборники (щупи) і компактна апаратура, яка фіксує вміст ртуті в відкочений газі. Дослідження показали, що над рудними об'єктами фіксуються газортутні ореоли в 2-50 разів перевищують фонові вмісту ртуті в повітрі. Інтенсивність і розміри аномалій визначаються впливом масштабів ендогенного зруденіння, складом руд і глибиною їх залягання. Газортутні методами можна виявити рудні родовища з ореолами Hg над приховано-похованими об'єктами і навіть 600-800 і більше метрів над прихованими рудами [Фурсов, 1983].

Ядерно-фізичні пошукові методи досить широко використовуються при геохімічних дослідженнях рудоносних територій. Вони включають гамма- нейтронний (Фотонейтронний), нейтронно-активаційний і рентгенорадіометрічеський різновиди. Ці ядерно-фізичні методи використовуються в модифікаціях пошуків за елементами-індикаторами в пухких відкладеннях і в корінних породах. Визначено можливості ядерно-фізичних методів і при дослідженнях кори дерев. Розроблено методику пересування пішки та автомобілем гамма-нейтронної зйомки на берилій. Автомобільний варіант гамма-нейтронної зйомки і визначення берилію здійснюється в литохимических пробах, а також при шпуровий зйомці на похованих під наносами рудних об'єктах.

Використовується методика пішохідної фотометрической нейтронно-активаційний зйомки по фтору. Вона заснована на використанні ядерної радіації фтору з потоком швидких нейтронів. Застосовуються варіанти автомобільної фторометріческой зйомки, шпуровий зйомки, каротаж свердловин на фтор. Ці методи досліджень можуть використовуватися при пошуках родовищ флюориту, апатитів, фосфоритів, сурми, ртуті, берилію, олова, вольфраму, молібдену, тантало-ніабатов. Особливо ефективні методи фотометрической нейтронно-активаційний зйомки при пошуках прихованого зруденіння на глибинах 100-500 м [А.Н. Горбачов, 1982 р].

Розроблено кілька модифікацій пішохідних рентгенометричних пошуків на ряд елементів-індикаторів руд благородних, кольорових і рідкісних металів - Сu, Ag, Bi, Pb, W, As, I, Zr, Nb, Mo, Sn, Zn. Для збудження рентгенівської люмінесценції елементів гірських порід використовуються радіоізотопні джерела іонізуючого випромінювання здійснюватиме: америцій-241 з активністю 1-2 Кі для збудження Ag, Sb, Sn і кадмій-109 з активністю 5-10 м Кі для інших перерахованих вище елементів. Для реєстрації випромінювання використовують рентгенорадіометрічеський аналізатори РПС4-0 ,! для застосування і на відслоненнях і при дослідженні окремих зразків [Л.Н. Горбачов, 1982].

Для глибинних геохімічних пошуків руд благородних і кольорових металів доцільно застосовувати дослідження грунтів на металлоорганические форми металів [Л.В. Андропова, 1982 р]. Спеціальні геохімічні дослідження показали, що накопичення металів в грунтах відбувається у вигляді гуматів і фульватов металів. На рудоносних ділянках вони створюють аномаліі.Фульвати і гумати металів витягуються з грунтів пирофосфатом натрію - селективним розчинником. Для оцінки кількості органічної речовини, що перейшло в пірофосфатних витяжку, визначається вуглець, що становить 59% від загальної кількості гуматов і фульватов. Метали оцінюються фотокалоріметріческім, полярографическим, фізико-спектральним, атомно-сорбційними методами аналізу.

Досвідченими роботами на поліметалічних родовищі Рудного Алтаю, перекритого горизонтом глини в 100 м, були виявлені аномалії Fe / C, Pb / C, Сі / С, розміри яких перевищують рудні зони в кілька разів. На золоторудном родовищі, перекритому лесом в 60 м, рудна зона виявлена в аномалії металоорганічних форм золота і елементів-супутників - Au / C, As / C, Сu / С (рис. 94) [Л.В. Андропова, 1982 р].

Особливий вплив на застосування геохімічних методів пошуків надають антропогенні фактори. З життєдіяльністю людини пов'язано зараження навколишнього середовища багатьма хімічними елементами. Це нове явище названо контаминацией. Іноді техногенні геохімічні ореоли, пов'язані з контамінацією, можна визначити відразу, коли геохімічні дані не вкладаються в природну геохімічну модель. В інших випадках контамінацію можна прийняти за природну аномалію. Переконатися в зворотному вдається тільки після витрат значних зусиль і коштів.

Діяльність гірничорудних підприємств нерідко призводить до забруднення навколишнього середовища відпрацьованими породними відвалами, уламками і пилом руди і мінералізованих порід, відходами збагачувальної фабрики та металургійної переробки руд. Окислення сульфідів в відвалах призводить до появи кислих вод, які інтенсивно витравлюють рудні мінерали, в повному обсязі витягнуті при переробці руд. Ці металоносні води надходять в річкову мережу, в підземні виробки в грунту і можуть створювати потоки і ореоли розсіювання металів. Вони поширюються на великі відстані від рудників і переробних гірничих підприємств. Розсіювання тонкоизмельченного речовини може відбуватися також у вигляді твердих частинок вітром. Виникаючі техногенні геохімічні ореоли зазвичай розміщуються на глибинах 0,1-2 м, іноді більше. Рослини засвоюють метали, які досягли кореневої системи, утворюють техногенні біохімічні аномалії. Все це ускладнює геохімічні пошуки, а в деяких випадках роблять їх застосування неможливим.

Застосування добрив, отрутохімікатів сильно ускладнює проведення геохімічних пошуків в аграрних районах, оскільки сільськогосподарські території виявляються повсюдно зараженими калієм, міддю, цинком, ураном, фосфором, фтором і ін. З іншого боку, завдяки насиченню цими елементами поверхневих вод, може посилюватися розчинення халькофільних елементів з порід, що несуть їх аномальні концентрації. Це нерідко призводить до ослаблення природних геохімічних аномалій. Забруднення при будівельних роботах найбільш помітно в водах і донних відкладах. Уникнути вплив контамінації в та-

ких випадках можна шляхом експериментального випробування віл, грунтів і лонних опадів вище за течією річки, де ведеться будівництво.

Забруднення територій відбувається відходами домашнього господарства. Такі елементи як Сі, Р, РЬ, В, F, Zn, Ni, Со, Hg, за рахунок побутових відходів зазвичай потрапляють в дренажну систему, а потім і в річкові відкладення. Вони також уловлюються при експериментальному випробуванні грунтів, вод і донних опадів.

Отже при плануванні геохімічних пошуків в місцях старих розробок, розвитку промисловості, сільськогосподарського виробництва слід виконувати попереднє дослідне випробування для виявлення забруднених ґрунтових горизонтів, донних опадів, поверхневих і підземних вод. Іноді ймовірність техногенного забруднення території можна встановити через співвідношення елементів - Zd / Cd, Pb / Ag, Co / Ni, K / Na та інших, оскільки природні геохімічні показники відрізняються від антропогенних даних.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >