Виды геохимических методов поисков (4 часа)

План лекции.

• 1. Виды геохимических методов поисков
• 2. Опробование почв.
• 3. Опробование пород.
• 4. Опробование донных осадков

ТИПИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ (ВИДЫ ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОИСКОВ) Выше упоминалось о нескольких видах геохимических поисков, но не говорилось об их относительной значимости. В табл.8.1 приведены последние статистические данные. Судя по ним, ни одному из методов не может быть отдано предпочтение. Выбор типа поисковых исследований определяется спецификой проекта, геохимическими особенностями предмета поисков, характером и доступностью опробуемого материала, климатическими условиями и выветриванием, особенностями рассеяния элементов в конкретном регионе. Например, в районах с преобладающим низким рельефом, мощными покрывающими толщами и небольшим количеством воды, как это имеет место в пустынях и полупустынях, лучше исследовать почвы, нежели горные породы, воды или что-либо другое. Относительная значимость различных типов поисков может также сильно меняться год от года в зависимости от целей и места проведения поисков. Вообще же в наименее развитых странах в настоящее время считается наиболее рациональным проводить рекогносцировочные исследования донных отложений.

Все исследования, перечисленные в табл.8.1, классифицируются по типу опробуемого и анализируемого материала. Однако геохимические исследования можно также типизировать в зависимости от их задачи как рекогносцировочные или детальные, ибо в какой-то степени при опробовании и анализе каждый из этих двух типов использует различные материалы.

Таблица 8.1 — Типы геохимических проб, проанализированных в Канаде и США (в %).

Цель рекогносцировочного обследования — оценить обширную площадь, сотни и десятки тысяч квадратных миль; к таковым относятся крупные концессии; площади со специфическими геофизическими или геологическими особенностями, которые представляются перспективными, или территории с большим количеством заявок, когда нужно отграничить от безрудных площади с рудной минерализацией, пригодные для последующего изучения. Поэтому этот метод используется для выбора площадей, а не для определения локализации отдельных месторождений.

Для выявления общей геохимической картины в зависимости от геологических условий и искомого элемента обычно требуется сравнительно невысокая плотность опробования (вероятно, один образец на 2,6 км² или даже один образец на 260 км²). Рекогносцировочные исследования обычно осуществляются за короткое время, характеризуются низкими затратами на единицу опробованной площади, и каждый образец представляет значительную площадь. Для рекогносцировочных изысканий лучше всего подходят пробы донных отложений (бассейны дренирования).

Детальные исследования проводятся в локальных участках, площадью от нескольких до десятков квадратных километров, с целью наиболее точного оконтуривания конкретных рудных месторождений или характерных структур (таких, как разломы), к которым могут быть приурочены подобные месторождения. При детальных исследованиях, особенно при поисках жил или других мелкомасштабных объектов, пробы могут отбираться с интервалом 3 м и менее. В этом случае предпочтительнее опробовать почву и растения, а породы, воды и другие типы образцов целесообразно опробовать в зависимости от конкретной обстановки. Каждый тип опробуемого материала можно использовать как для рекогносцировочных, так и детальных работ. На рисунке 8.1 показаны некоторые методы графического изображения аналитических данных, полученных при изучении донных отложений и почв.

Слева (а) — поиски по данным осадкам (дренажный бассейн). /, 2 — размер условных знаков пропорционален величине содержаний, 3 — различные содержания обозначаются разными знаками, 4-использованы цифровые обозначения (обычно в млн^-1).

Справа (б) — металлометрические поиски с опробованием почв. Для того чтобы наглядно отразить распределение элементов на геохимической карте, наносятся контуры равных содержаний металлов (изограды) ОПРОБОВАНИЕ ПОЧВ Метод опробования почв (педохимический) широко используется в поисковой геохимии (табл.8.1), особенно при исследовании кор выветривания. Успех метода определяется тем обстоятельством, что в результате выветривания и выщелачивания рудоносных пород залегающие на них почвы, а также другие продукты выветривания и грунтовых вод оказываются зараженными аномальными содержаниями элементов. Поэтому элементы, мигрировавшие за пределы рудных месторождений с образованием в перекрывающих почвах аномальных концентраций (вторичных ореолов рассеяния), фиксируются на значительно большей площади, чем сами месторождения (рис. 8.2). Как известно, почвы характеризуются слоистым строением, т. е. профилем, отдельные горизонты отличаются друг от друга минеральным составом и содержанием элементов-примесей, отчего при опробовании различных горизонтов можно получить самые разные результаты.

Опробование почв можно применять в рекогносцировочных целях, а также при разбраковке геофизических аномалий, но целесообразнее этот метод использовать при детальных локальных поисках для определения точного местоположения и размеров какой-либо конкретной аномалии.

Опробование пород. Поиски методом опробования коренных горных пород (называемые также литогеохимическими) основаны на анализе образцов пород в целом или отдельных минералов из этих пород. Опробуются обнажения или керн буровых скважин. В большинстве случаев опробуют невыветрелые породы.

При региональных рекогносцировочных исследованиях литогеохимическими методами возможно выявление перспективных геохимических (металлогенических) провинций и благоприятных для оруденения вмещающих пород. Обычная цель регионального исследования коренных пород — выявление геохимических диагностических признаков, по которым можно выделить породы, как правило, сопутствующие рудной минерализации. Хорошо известно, например, что некоторые типы гранитов имеют повышенное среднее содержание олова, вольфрама, бериллия, меди или молибдена, а другие — урана. Поэтому все возрастающее число исследований касается общего содержания микроэлементов в породах потенциально перспективных регионов, так же как и содержания микроэлементов в отдельных минералах. Примером последнего может служить изучение содержаний ниобия, олова и хлора в слюдах, которые могут быть индикаторами ниобиевой, оловянной и сульфидной минерализации цветных металлов в соответствующей вмещающей породе.

Понятие «литогеохимические поиски» включает методы геохимических поисков, основанные на опробовании как коренных пород, так и рыхлых отложений.

Детальные литохимические поиски преследуют разные цели. В некоторых случаях они используются для определения границ известных месторождений путем подземного или поверхностного опробования.

Все более привычным становится отобрать образцы пород со всех обнажений в районах аномалий, выявленных аэрогеофизическими методами. Пробы обычно анализируются на никель, медь и другие известные металлы.

Детальные литогеохимические поиски преследуют различные ближайшие цели. Это могут быть детализирующие поиски на основе результатов интерпретации рекогносцировочных данных по дренажному бассейну и геохимических или геофизических данных иных типов. Литогеохимические поиски, предпринимаемые в этих условиях, особенно на стадии алмазного бурения, имеют целью обнаружение оруденения или оконтуривание первичных ореолов рассеяния (определение характера рассеяния) элементов, ассоциирующих с минерализацией. Окружающие коренные породы часто отражают наличие или отсутствие оруденения за пределами известных границ месторождения.

Опробование речных осадков. Метод опробования донных осадков применяется почти исключительно в рекогносцировочных целях при изучении речных бассейнов. Говоря об изучении дренажных бассейнов, обычно имеют в виду опробование донных осадков, однако эти работы могут включать опробование воды и выделение шлихов тяжелых минералов. Можно также опробовать озерные и болотные осадки. Этот метод эффективен и экономичен, и с его помощью можно оконтуривать участки для последующих более детальных исследований. Опробуя донные осадки с интервалом 4 — 5 образцов на 1,5 км или изучая выделенные из них тяжелые минералы, можно выявить на водосборной площади геохимические или минералогические аномалии и проследить их до источника.

Плотность рекогносцировочного опробования зависит в значительной степени от объекта поиска. Обычно используются лишь осадки, участвующие в движении и находящиеся в действующем русле реки; многие геохимики называют их активными осадками. В благоприятных условиях можно использовать более древние отложения террас и пойм, относящиеся к ранним эрозионным циклам.

Этот метод применим в разнообразных климатических условиях, и, хотя предпочтительней районы даже с умеренным количеством атмосферных осадков, вполне реально использовать и отложения сезонных, пересыхающих водных потоков. Обычно отбирается фракция менее 80 меш (глина или ил), затем в поле или в лаборатории проводится химический анализ.

В районах, где преобладает физическое, т. е. механическое, выветривание (пустыни или районы со сложным рельефом), рудные минералы могут механически рассеиваться по донным осадкам в виде разобщенных обломочных минеральных зерен (кластического материала). Отделение тяжелой минеральной фракции выполняется аналогично традиционной шлиховой промывке золота, минералов, олова и других устойчивых тяжелых минералов в речных отложениях или гравии речного бассейна, весьма успешно применявшейся при поисках жильных месторождений.