Общие понятия и принципы геохимических поисков. 
Геохимическое поле и его параметры. 
Локальные аномалии. 
Геохимические съемки и объекты поисков. 
Геохимические ландшафты. 
Геохимические поиски и оценка их эффективности (2 часа)

План лекции.

• 1. Предмет исследований при геохимических поисках
• 2. Геохимическое поле и его локальные аномалии
• 3. Геохимические съемки и объекты поисков

Предмет исследований при геохимических поисках является геохимическое поле и его локальные аномалии, в частном случае — МПИ Основные положения геохимии — (прямой метод выявления концентраций — геохимические поиски): повсеместное распространение химических элементов во всех геосферах; непрерывная миграция (перемещение) элементов во времени и пространстве; преобладание рассеянного состояния элементов над концентрированным, особенно для рудообразующих элементов; многообразие видов и форм существования элементов в природе Основной химический состав геосфер

геохимический поиск рассеяние месторождение.

Соотношение между рассеянным и концентрированным состоянием элементов

Геохимическим поле — геологическое пространство, охарактеризованное цифрами содержаний химического элемента. Для изучения геохимического поля производятся измерения содержаний химических элементов путем геохимического опробования.

По результатам измерений геохимического поля составляются карты и разрезы в изоконцентрациях или строятся графики по линиям опробования.

Рассеянное состояние элементов — это их естественное, нормальное состояние близкое к кларкам, концентрированное состояние — отклонение от нормы или аномальное состояние. Залежи полезных ископаемых являются частными случаями природных геохимических аномалий, общее число которых существенно превышает число промышленных месторождений.

Задача поисков рудных месторождений геохимическими методами решается поиском геохимических аномалий.

Результаты геохимического опробования горных пород позволяют определить фоновые значения элемента или его геохимические аномалии.

Среди отклонений от общего уровня содержаний химического элемента по профилю опробования следует различать: явные аномалии — примерами такого рода содержания меди 0,3%, свинца 0,1 или 0,5%, серебра 200 г/т и т. п; слабые геохимические аномалии — отклонения от фона, если они превышают амплитуду собственных колебаний местного фона.

Зона повышенных содержаний рудных или сопутствующих элементов в околорудных (коренных) породах, образованная одновременно с рудным телом в результате процессов эндогенного, экзогенного (первично-осадочного) или метаморфогенного рудообразования называется первичным ореолом.

Верхние горизонты современной суши, в которых протекают процессы выветривания и денудации, ведущие к разрушению и ликвидации ранее образовавшихся местных концентраций химических элементов, именуются полем рассеяния месторождений полезных ископаемых. Процессы, протекающие в поле рассеяния, могут сопровождаться образованием местных вторичных концентраций химических элементов.

Зоны повышенных (аномальных) содержаний ценных или сопутствующих элементов в окружающих природных образованиях, прилегающие к коренным залежам и обязанные своим происхождением гипергенной миграции химических элементов полезного ископаемого, называется вторичными ореолами рассеяния месторождений. Содержания химических элементов во вторичных ореолах рассеяния месторождений обычно характеризуются промежуточными значениями между высокими содержаниями в полезном ископаемом и низкими содержаниями, отвечающими местному геохимическому фону. Вторичный ореол рассеяния, повторяет форму выхода залежи и ее первичного ореола и часто превышая их по площади.

Области повышенных содержаний ценных или сопутствующих им элементов на путях твердого, растворимого (водного) или газообразного, поверхностного или подземного стока с суши, развивающиеся за счет вторичных ореолов рассеяния месторождений, называют потоками рассеяния.

Различают литохимические, гидрохимические, газовые и биогеохимические вторичные (гипергенные) ореолы и потоки рассеяния.

Обнаружение месторождений возможно путем геохимических поисков их первичных ореолов, вторичных ореолов и потоков рассеяния, поскольку первичные литохимические ореолы месторождений, их вторичные геохимические ореолы и потоки рассеяния более доступны для обнаружения, нежели залегающие на глубине залежи полезных ископаемых.

Геохимические съемки и объекты поисков Исследования геохимического поля с целью поисков месторождений полезных ископаемых ведутся методами геохимических съемок. В основе их лежит систематическое измерение содержании химических элементов вдоль заранее выбранных направлений-профилей или маршрутов, которые образуют участок поисковой геохимической съемки, а выявленные при этом геохимические аномалии рассматриваются в качестве объектов, подлежащих оценке. В зависимости от опробуемого вещества, по наименованию исследуемых геосфер различают литохимические, гидрохимические, атмохимические (газовые) и биогеохимические методы поисков и одноименные им виды геохимических съемок.

При литохимических съемках опробуются горные породы на дневной поверхности, по горным выработкам или по скважинам, продукты современного или древнего выветривания горных пород и почвы.

При гидрохимических съемках в поисковых целях опробуются природные поверхностные и подземные воды.

Атмохимические съемки выполняются путем опробования подземной атмосферы (почвенного воздуха), реже исследуется состав приземной атмосферы.

Поисковые биогеохимические съемки обычно ведутся путем исследования химического состава растительности.

По условиям производства различают наземные (пешеходные и автомобильные), воздушные (самолетные и вертолетные) и подземные геохимические съемки. В составе подземных съемок следует различать погоризонтные литохимические съемки в рудниках, скважинные литохимические исследования по керну, геохимический каротаж по стенкам скважин и глубинные геохимические съемки, выполняемые в пределах заданной площади на постоянной глубине от поверхности (более 3 м) или на уровне постоянного геологического горизонта, с пробоотбором или путем погружения специальных датчиков.

По целевому назначению геохимические съемки делятся на рекогносцировочные; собственно поисковые; детальные (поисково-оценочные); разведочные (1: 1000 и крупнее) в пределах рудных полей разведываемых и эксплуатируемых промышленных месторождений. Производство геохимических съемок от мелкомасштабных к наиболее, детальным увязывается со стадиями единого геологоразведочного процесса.

Геохимические ландшафты: геохимические поиски месторождений ведутся на земной поверхности, в области сочленения литосферы с атмосферой и гидросферой, реже на значительной глубине от дневной поверхности. Методика геохимических поисков и оценка выявленных лито-, гидро-, атмо-, и биогеохимических аномалий определяются закономерностями гипергенной миграции элементов. Анализу этих процессов посвящено созданное Б. Б. Полыновым учение о геохимических ландшафтах.

Элементарные ландшафты — участки земной поверхности, характеризуемые единообразием условий гипергенной миграции химических элементов с однородными климатическими и геологическими условиями, с определенным типом рельефа, растительности и почвы.

Выделяются автономные (элювиальные) ланшафты плоских водоразделов с глубоким залеганием водоносного горизонта, трансэлювиальные (элювио-делювиальные) ландшафты горных склонов и супераквальные (надводные) элементарные ландшафты, характеризуемые близким к поверхности залеганием грунтовых вод. Парагенетическая ассоциация элементарных ландшафтов, образует местный геохимический ландшафт.

Классификация геохимических ландшафтов построена на биоклиматической основе. Выделяется 4 группы геохимических ландшафтов, в соответствии с особенностями биологического круговорота воздушных мигрантов (С, О, Н, N):

• 1) лесные;
• 2) луговые и степные: 3) тундровые;
• 4) примитивно-пустынные. В каждой из этих групп выделяются различные типы геохимических ландшафтов, определяемые составом типоморфных элементов и ионов водной миграции (Са, Мg, Nа, С1, S, НСОз и т. д.).

При классификации ландшафтов по составу макрокомпонентов минерализации природных вод выделяются 4 класса:

• 1) сильнокислые с рН<3;
• 2) кислые и слабокислые с рН от 3,5 до 6,5;
• 3) нейтральные и слабощелочные с рН от 6,5 до 8,5;
• 4) сильнощелочные с рН>8,5.

Участки, где происходит резкое уменьшение интенсивности миграции элементов, сопровождаемое их концентрированием, именуются геохимическими барьерами, на которых осаждаются элементы с контрастной миграционной способностью. Соответственно этому различают следующие главнейшие типы гипергенных геохимических барьеров:

• 1) испарительный (В, Sr, Р, иногда Мо);
• 2) гравитационный (Аu, Рt, Sn, W, Nb, Та, Тi и др.);
• 3) восстановительный (Мо, U, Se);
• 4) кислородный (Fе, Мn);
• 5) щелочной (Сu);
• 6) адсорбционный (Сu, Zn, РЬ, U, Мо и др.).

Анализ ландшафтных условий приобретает первостепенное значение при наземных литохимических съемках в закрытых рудных районах.

Ландшафтно-геохимическое районирование территорий проводится в разном масштабе в зависимости от решаемых задач и весьма важно для обоснования методики геохимических поисков рудных месторождений. Вторичные литохимические ореолы и потоки рассеяния рудных месторождений отчетливо проявлены на современной дневной поверхности. Количественным выражением суммы ландшафтно-геохимических условий, характеризующим поведение того или иного рудного элемента, являются местные величины коэффициента продуктивности. Местные значения этих коэффициентов дополняют описания ландшафтов.