Биогеохимический метод поисков. (4 часа)

План лекции.

• 1. Условия применения
• 2. Методика применения

Условия применения Применение биогеохимического метода поисков целесообразно, когда он обладает преимуществом перед другими методами:

• 1) в гумидной зоне при замедленной денудации, если широкое развитие получили процессы выщелачивания элементов-индикаторов из элювиально-делювиальных отложений и кор выветривания;
• 2) гумидной и умеренно влажной зонах, если вторичные литохимические ореолы перекрыты дальнеприносимыми отложениями мощностью до 40 м, а в отдельных случаях-до 80 м;
• 3) в пустынях и полупустынях аридной зоны, если вторичные литохимические ореолы или непосредственно рудные зоны перекрыты дальнеприносимыми отложениями мощностью до 20−40 м;
• 4) в заболоченных равнинах и торфяникчх при неглубоком (2 — 10 м) залегании потенциально рудовмещающих коренных пород;
• 5) на участках, покрытых сплошным моховым покровом, где отбор литохимических проб затруднен и связан с большими затратами;
• 6) на участках, покрытых растительным покровом, и со слепыми литохимическими ореолами рассеяния, верхняя граница которых находится на глубине не менее 1 м от дневной поверхности;
• 7) на участках, перекрытых крупноглыбовыми куррумовыми осыпями, поросшими деревьями и кустарниками;
• 8) на болотах (при условии их промерзания и возможности зимнего отбора проб).

В зависимости от поставленной задачи биогеохимические исследования делятся на региональные (1: 200 000−1: 100 000); собственно поисковые (1: 50 000−1: 25 000) и детальные (1: 10 000).

Методика применения. Существуют два основных способа изучения и использования растительности при геохимических поясках — геоботанический и биогеохимический. Геоботанические поиски сводятся к визуальному исследованию растительности, а биогеохимические — к отбору и химическому анализу растений целиком, их отдельных частей или гумуса.

Геоботанические работы включают: а) выявление специфических ассоциаций (сообществ) растений, а также присутствия или отсутствия специфических разновидностей растений-индикаторов на определенный элемент и б) выявление необычных по форме или окраске разновидностей, появляющихся в результате вредного или токсического воздействия сточного содержания некоторых элементов в почвах над оруденением или вблизи от него.

Все исследования растительности основываются на том, что мобилизованные в процессе химического выветривания элементы в форме ионов концентрируются в почвенной влаге и путем сложных процессов осваиваются растениями (рис. 7.1).

Рисунок 7.1 — Экстракция элементов, в том числе и металлов, содержащихся в почве, корневой системой деревьев.

Корни участвуют в «опробовании» почв. Элементы почв мигрируют по разным частям дерева, в конечном итоге попадая в листья. Когда листья опадают и разлагаются, гумус обогащается металлами. Этот механизм объясняет также концентрацию некоторых металлов в углях. В результате продуманного отбора и последующего анализа отдельных частей растений (биогеохимия) могут быть обнаружены аномалии, указывающие на наличие рудной минерализации. При геоботанических поисках можно обнаружить явления обесцвечивания растений, карликовый рост или другие физиологические нарушения. Индикаторные растения не обнаруживают особых физиологических изменений, но отличаются тем, что произрастают преимущественно в областях, обогащенных определенными рассеянными элементами. Так, существуют растения-индикаторы на медь, цинк, селен, серу и многие другие элементы.

Интерес к химическому анализу растений, особенно деревьев, основан преимущественно на том, что корни некоторых видов растений достигают глубины 30 м и более и занимают значительную площадь, так что их корневой системой «опробуется» большой объем почв. В таких случаях с помощью анализа соответствующих частей дерева (коры, веток, иголок, листьев) можно выявить скрытую минерализацию (рис. 7.2).

Решающее значение при биогеохимических исследованиях имеет тип растения, отобранная на анализ часть растения, возраст отобранной части (обычно опробуются двухлетние). Ясно, что использование растительности при поисках оруденения часто значительно сложнее любого другого метода, поскольку требует большой квалификации специалиста, как для отбора проб, так и для интерпретации.

По данным химического анализа золы глубококорневых растений были оконтурены аномальные зоны, связанные со скрытыми меднопорфировыми месторождениями. Причем биогеохимические аномалии были удалены от почвенных на расстояние более чем 240 м.

Применение биогеохимических методов оказывается практически выгодным, особенно при исследовании новых районов для проведения экспериментальных (ориентирующих — orientation surveys) поисков, когда требуются сравнительно легкие и недорогие методы. Вообще в любой обстановке применению биогеохимических методов должны предшествовать предэкспериментальные (ориентирующие) исследования, преследующие цель выявить наиболее пригодный для опробования растительный материал и оценить достоверность ожидаемых результатов. Биогеохимические и геоботачические методы все больше привлекают внимание исследователей. Геоботаника и биогеохимия применительно к поискам полезных ископаемых — тема блестящей книги Брукса, и можно предсказать, что в будущем эти методы будут использовать все чаще.

Рисунок 7.3 — Распределение молибдена в альпийской ели и в почвенном горизонте В. а — распределение Мо в альпийской ели (зола иголок двухлетнего дерева); б — распределение Мо в почве горизонта В.

Молибденовое месторождение Лаки-Шип [315]. Биогеохимические поиски четко показали эффективность метода опробования растений (деревьев) для данного месторождения; опробование почвенного горизонта В позволило почти также отчетливо выявить геохимическую аномалию.