Опытно-методические работы. 
Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых

Предварительные опытно-методические работы во всех случаях проектирования атмохимических поисков в районах, где они ранее не проводились, являются обязательными.

Опытно-методические работы должны предусматривать решение следующих основных вопросов:

• 1) выбор целесообразной глубины пробоотбора, позволяющей надежно фиксировать атмохимические ореолы рудных месторождений;
• 2) выявление ведущего комплекса газовых компонентов, характерных для атмохимических ореолов рассеяния рудных месторождений искомого типа;
• 3) определение значений параметров местного фона Сф, S (s) и нижних аномальных содержаний газовых компонентов-индикаторов рудных месторождений, размеры ореолов.

Опытно-методические работы целесообразно первоначально проводить на заведомо известных крупных погребенных рудных месторождениях при мощности перекрывающих дальнеприносных отложений более 10 м, но во всех случаях обязательно получение сравнительных материалов о преимуществе использования атмохимического метода при поисковых работах в конкретных геолого-ландшафтных условиях.

Отбор и анализ проб

Отбор проб свободной подпочвенной атмосферы производится из призабойных частей специальных скважин или путем забивки в грунт соответствующих зондов (в случае газортутной съемки). При проведении поисков по сорбированным газам опробованию подвергаются породы перекрывающего осадочного чехла на заданной глубине.

Газоотбор может производиться из заранее пробуренных шнековых скважин сразу же после их проходки, с помощью пакерзондов или с применением бурового снаряда, позволяющего вести газоотбор без извлечения снаряда на поверхность и гарантирующего отсутствие подсоса атмосферного воздуха по стволу скважин. Для надежной герметизации призабойной камеры при газоотборе с пакерзондом или без извлечения бурового снаряда практикуется заливка скважины глинистым раствором вплоть до ее устья.

В степных районах бурение скважин при атмохимических съемках производится обычно самоходными станками, в лесной зоне — ручными мотобурами.

Пробы подпочвенного воздуха отбираются из мелких скважин, глубина которых определяется по данным опытно-методических работ и обычно составляет 1,5—3 м, пробуренных в рыхлых, выветрелых и мягких породах, перекрывающих рудоносный фундамент. Отбор газовых проб производится с помощью специального газоотборника и обязательно ниже зоны интенсивного газообмена с атмосферой.

Для определения содержаний углекислого газа и суммы углеводородных газов непосредственно на точках наблюдения применяются переносные оптические газоанализаторы (интерферометры) типа ШИ-10 с чувствительностью 0,1%. При меньших, чем 0,1% содержаниях углеводородных газов их определение производится в стационарной лаборатории на хроматографических приборах. Для определения в подпочвенном воздухе повышенных концентраций сернистых газов (более 1 • 10″³ %) используются переносные газоанализаторы типа УГ-2.

На заболоченных и сильно увлажненных участках вместо поисков по свободным газам необходимо применять газокерновое опробование, при котором отбираются пробы из горных пород в специальные герметические сосуды. В лабораторных условиях газ из проб десорбируется и производится его анализ.

Объем предварительной откачки перед газоотбором должен обеспечивать получение газовой пробы, отличающейся от истинного состава подземной атмосферы на величину не более погрешности анализа, что достигается в результате откачки газа в количестве трех-четырех объемов призабойной камеры скважины.

Отбор газовых проб производится в стеклянные баллончики цилиндрической формы вместимостью 0,25 л с двумя отрезками стеклянных трубочек диаметром около 5 мм, впаянными в их основания. Метод заполнения — вымывание находящегося в них атмосферного воздуха потоком подпочвенного газа, откачиваемого из скважины. Закупоривание баллончиков производится с обоих концов стеклянными пробками при помощи отрезков вакуумного шланга.

Отбор проб породы, при атмохимических поисках по сорбированным газам, производится в стеклянные банки вместимостью 0,5 л, заполняемые доверху во избежание значительного разбавления атмосферным воздухом, а также в другие стеклянные сосуды с широким горлышком, герметизируемые, резиновыми пробками больших диаметров, в которые вставлены латунные трубки с надетыми на них кусочками резинового вакуумного шланга для отвода газа. Закупоривание газоотводящих резиновых шлангов осуществляется или винтовыми зажимами, или стеклянными пробками.

По окончании пробоотбора баллончики, бутылки и банки маркируются лейкопластырем с указанием порядкового номера проб и помещаются в специальный контейнер, исключающий возможность боя при транспортировке.

Для подготовки емкостей к пробоотбору баллончики (банки) промываются мыльным раствором и горячей водой, далее раствором хромпика, после чего их внутренняя поверхность стерилизуется струей пара в течение 15—20 мин. Примечание. Состав хромпика: смесь 15 г тонко измельченного бихромата калия (натрия) с 500 мл концентрированной серной кислоты.

Измерения содержания паров ртути производятся в шпурах, пробитых ломом на глубину 0,3—0,6 м, или в мелких скважинах глубиной 1—3 м с помощью переносного ртутного атомно-абсорбционного газоанализатора типа ИМГРЭ-4.

Частицы пыли, некоторые газы в почвенном и подпочвенном воздухе и коммуникации измерительной части прибора являются существенными помехами при измерениях ультрамалых концентраций паров ртути. Поэтому измерения проводятся в два этапа. На первом этапе специальный зонд погружается в шпур или скважину и производится откачка почвенного или подпочвенного воздуха объемом 1 л со скоростью 1 л/мин насосом через зонд с золотым сорбентом. Пары ртути поглощаются золотым сорбентом, а воздух выбрасывается в атмосферу. Затем зонд вынимается из шпура или скважины и соединяется с ртутным газоанализатором. С помощью электрического тока подогревается золотая нить, намотанная на нихром, ртуть десорбируется и направляется потоком воздуха в прибор для измерения. На каждой точке наблюдения производится двукратное измерение паров ртути в двух бурках. Если результаты измерений отличаются не более чем в 2 раза, то наблюдения принимаются как удовлетворительные. При большем отличии измерения производятся в третьей бурке. Контрольные наблюдения проводятся в объеме 10% (не в дни основных измерений!). Средняя относительная погрешность наблюдений не должна превышать 1,6 ± 1.

Основными документами атмохимических поисков являются полевой журнал, план расположения профилей, точек, план наблюдений (пикетов), графики или планы изоконцентраций газов по участку работ.

В полевом журнале на каждой точке наблюдения необходимо фиксировать номер пикета, профиля, отсчет в делениях шкалы, концентрацию газов, замеры фона прибора, глубину погружения зонда, характер рыхлых отложений (песок, глина, суглинки и др.). В примечании указываются геоморфологические данные (склон, вершина, долина, плато и др.), характер грунта (плотный, рыхлый), наличие влаги в грунте.

В журнале фиксируется название участка, сеть опробования, дата, время начала работ, номера профилей, их азимут, погода (ветер, солнечно, пасмурно), температура почвы. Температура почвы замеряется 3 раза в день (утром, днем и в конце дня). Обязательно указывается цена деления прибора (с указанием метода эталонировки, даты, места и фамилии исследователя, выполняющего эталонировку).

Повторно-контрольный пробоотбор при всех видах атмохимических работ выполняется в объеме 10% от общего числа точек наблюдения. Расстояние между скважинами (шпурами) первичных и контрольных наблюдений при атмохимических поисках должно составлять около 3 м.

При оценке параметров местного геохимического фона газовых компонентов подпочвенной атмосферы фоновые содержания углекислого газа, метана, водорода, гелия, аргона и паров ртути алроксимируются логнормальным, а содержания кислорода — нормальным законами распределения.