Технология инструментальных геохимических съемок на основе рентгенофлуоресцентного экспресс-анализа для поисков коренных золоторудных месторождений в условиях Центральной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.13, кандидат геолого-минералогических наук Макеев, Станислав Михайлович

• Макеев, Станислав Михайлович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Макеев, Станислав Михайлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение,

Глава1. Теоретические предпосылки экспрессных поисков коренных месторождений золота по элементам-спутникам_

1.1. Парагенетическая связь золота с элементами-спутниками в первичных ореолах рассеяния как основа для создания "геохимического образа объекта поисков"_

1.2. Перенос парагенетических ассоциаций элементов-спутников из первичного во вторичные геохимические поля_

2.3. Создание "геохимического образа объекта поисков"_

2.4. Экспрессная литобиогеохимическая съемка_

2.5. Геологическая заверка и камеральная обработка материалов_

Глава 3. Способ внутреннего статистического стандарта при обработке первичных данных РФА_

3.1. Многофакторность экспрессных РФА-измерений_

3.2. Практическая систематика факторов-помех РФА_

3.2.1. Аппаратурно-методические факторы_

3.2.2. Факторы фонового наложения_

3.2.3. Факторы фундаментального взаимовлияния, 3.3. Составные части способа внутреннего

статистического стандарта_

4

/5

/9

1.3. "Принцип дополнительности" литогеохимического и

биогеохимического методов поисков_

Глава 2. Поисковый комлекс "Геоэкспресс"_■ЗсИ

2.1. Аппаратурно-методическое обеспечение поискового комплекса__

35

2.2. Общая структура поискового комплекса_

37-

5$

59

во

6Ъ

65

66

3.3.1. Облако измерений и его конфигурация_ &&

3.3.2. Преобразование облака измерений_ _22

3.4. Пример калибровки измерений_

Глава 4. Экспрессные поиски месторождений золота

на примере объектов Центральной Сибири_

4.1. Богунаевское золото-полиметаллическое месторождение 8Ч~

4.2. Тибек-Майское рудное поле_

ЙЪ

4.3. Осиновское рудое поле_-¿у1

Заключение___

Литература______(^Р

\

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология инструментальных геохимических съемок на основе рентгенофлуоресцентного экспресс-анализа для поисков коренных золоторудных месторождений в условиях Центральной Сибири»

ВВЕДЕНИЕ

При поисках коренных месторождений золота одним из основных является геохимический метод. Обычно он реализуется в виде площадной съемки по вторичным литогеохимическим ореолам рассеяния золота и элементов-спутников. Сложившаяся к настоящему времени система геохимических поисков коренных месторождений золота может быть существенно улучшена в двух на--правлениях. Первое состоит в совместном применении в практике поисковых работ методов валовой литогеохимии (фиксирующих, преимущественно, механические ореолы от приповерхностных объектов) и методов "дифференциальной геохимии" (фиксирующих, преимущественно, водо-диффузионные ореолы восходящей миграции от глубокозалегающих объектов). Это позволяет получать более полную картину распределения аномального геохимического поля. Наиболее простым из методов "дифференциальной геохимии" (наряду с известными - ТМГМ, МПФ, МДИ и методами геоэлектрохимии) является биогеохимический метод. Однако, комплексное применение лито- и биогеохимического методов в рамках единой поисковой программы затруднено существенно разными подходами к аналитическому обеспечению этих видов работ. С одной стороны, глубокое озоление биопроб, как необходимого этапа проведения эмиссионного спектрального анализа, часто приводит к несистематическому улетучиванию из проб элементов-спутников, что приводит к существенному нарушению целостности природных геохимических ассоциаций. С другой стороны, при спектральном анализе литогеохимических проб изменение их физического состояния (за счет истирания) менее кардинально. Но, именно такое сильное различие в однотипности аналитического сопровождения и препятствует более интегрированному применению этих двух поисковых методов. Поэтому вторым направлением существенного улучшения общей системы геохимических поисков может стать использование рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) для определения содержаний элементов-спутников в неистертых литогеохимических и неозоленных биогеохимических пробах в условиях полевой лаборатории. РФА позволяет не только организовать экспрессные геохимические поиски коренных месторождений золота с большей эффективностью, чем

это принято сейчас, но и, главное, обеспечивает единообразный и неразру-шающий характер анализа любых природных материалов.

V" 4 """

К настоящему времени сложились все предпосылки для создания экспрессной технологии поисков коренных месторождений золота. К таким предпосылкам можно отнести следующие:

- коренные месторождения золота, за редкими исключениями, сопровождаются закономерными спектрами элементов-спутников, пространственно связанными с конкретным типом золотой минерализации;

- рудные месторождения являются источниками не только механических и сорбционно-солевых ореолов рассеяния элементов-спутников, но и водо-

диффузионных ореолов восходящей миграции, - ореолов, которые относитель- ^

/ ч

но слабо меняют свою интенсивность при увеличении глубины залегания руд- [ , ных объектов, формируя над ними устойчивые вертикальные "геохимические струи";

- двадцатилетний опыт Отдела полевой ядерной геофизики ВИРГа (г.С-Петербург) по внедрению методик экспрессного анализа неистертых проб рыхлых отложений и неозоленных проб растений, позволил создать отечественную аппаратурно-методическую базу для производства количественного рентгеноф-луоресцентного анализа элементов-спутников золота в условиях полевой лаборатории, начиная с порога чувствительности 5-10 г/т, что ниже кларков большинства из них и вполне достаточно для решения основных поисковых задач;

- создание количественной методики экстракционно-рентгеноспектрального анализа золота с порогом обнаружения 0.2 г/т (В.В.Мореплавцев, ГК"Росснедра", В.И.Гума и Г.А.Жохов, ВНИИ Геосистем, г.Москва), позволяет производить прямую заверку на золото результатов поисковых работ в условиях полевой лаборатории.

Данные теоретические предпосылки и отечественные аппаратурно-методические разработки позволили создать автору поисковый комплекс "Геоэкспресс", которым можно вести прямые экспрессные поиски коренных месторождений золота исключительно на основе РФА, без привлечения традиционного массового золотоспектрохимического опробования рыхлых отложений.

Цель настоящей работы - создание наиболее простой, приемлемой для производственной практики, структуры поискового комплекса геохимических работ на коренное золото. Как единая система аналитико-интерпретационных и

-¿Г-

полевых работ, такой комплекс должен иметь и достаточное теоретическое обоснование, и необходимое аппаратурно-методическое обеспечение, и единые алгоритмы обработки получаемых результатов. Интеграция отдельных элементов поисковой программы, - предполевой подготовки, полевых работ, аналитического сопровождения и интерпретации результатов, - в единый комплекс работ, в конечном итоге, позволит вести эффективные экспресс-поиски коренных месторождений золота в самых разнородных геолого-геохимических и геоморфологических условиях.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих частных задач:

- анализ теоретических положений о зонально-парагенетическом строении коренных месторождений золота, позволяющих обосновать мысль о "геохимической многомерности" золоторудных объектов, т.е. наличия у них закономерного спектра элементов-спутников, который может быть использован в поисковых целях;

- обоснование взаимной информационной дополнительности лито- и биогеохимического методов поисков как двух наиболее простых методов фиксирования, соответственно, приповерхностных эрозионно-механических и глубинных водо-диффузионных ореолов рассеяния;

- обоснование на базе факторного анализа однозначно-формализованного подхода к вопросу создания по элементам-спутникам "геохимического образа золоторудного объекта поисков";

- разработка способа "внутреннего статистического стандарта" при обработке и интерпретации первичных данных РФА, позволяющего эффективно.минимизировать систематические^погрешности экспрессного анализа лито- и биопроб без их истирания и озоления;

- внедрение отдельных элементов и фрагментов поискового комплекса "Геоэкспресс" в практику геологических работ в Красноярском крае.

Научная новизна работы состоит в следующем. Впервые: 1) определен поисковый комплекс "Геоэкспресс", позволяющий проводить лито-и биогеохимические работы по трассированию золоторудных тел, их поискам на флангах месторождений и перспективных площадях в рамках одного полевого сезона, на основе одного аналитического метода и единого алгоритма обработки первичных данных РФА. Смысловая нить комплекса связывает воедино три

звена: создание по элементам-спутникам "геохимического образа объекта поисков", проведение экспрессной литобиогеохимической съемки по ореолам рассеяния элементов-спутников, прямой анализ на золото проб заверочных горных выработок;

2) предложен способ "внутреннего статистического стандарта" при обработке первичных данных РФА, обладающий принципиальной устойчивостью к основным типам систематических погрешностей анализа природных материалов;

3) дано обоснование комплексного применения лито- и биогеохимического методов поисков с позиций принципа дополнительности, утверждающего их "информативную несимметричность" в отношении различных по способу образования ореолов рассеяния рудных тел. Для этих двух, наиболее простых методов поисковой геохимии, принцип дополнительности является обоснованием не просто их аддитивного комплексирования в пределах одной территории, но является обоснованием для проведения интегрированной литобиогеохимической съемки на единой аналитической, аппаратурно-методической и интерпретационной основе. В будущем это позволит сделать литобиогеохимическую съемку единым видом геохимических поисков, более устойчивым по отношению к геоморфологическим неоднородностям рельефа, в сравнение с каждым из этих поисковых методов в отдельности.

Практическая значимость работы заключается в том, что поисковый комплекс "Геоэкспресс", как единая технология производства аналитико-интерпретационных и полевых работ, является на сегодня максимально быстрым способом прямых поисков коренных месторождений золота. Внедрение комплекса в целом или по частям, безусловно, окажет положительное влияние на дальнейшее развитие отечественных технологий экспрессных геохимических поисков на основе ядерно-геофизических методов.

Работа базируется на непрерывном с 1988г. практическом опыте автора по применению РФА при экспрессных поисках месторождений полезных ископаемых, в том числе, золоторудных объектов на территории Красноярского края и Хакасии. Общие объемы исследований на основе РФА за этот период составили: 15000 поисковых литохимических проб и проб горных пород, 5000 биогеохимических проб. Как специалисту-аналитику.эти объемы помогли автору, прежде

/

всего, усовершенствовать алгоритмы обработки первичных данных РФА разнородных природных материалов в направлении более корректного использова-

ния таких данных при проведении экспрессных аналитических работ. Личный вклад автора в представленной работе состоит в следующем:

- обоснование необходимости интегрирования лито- и биогеохимического методов в единый вид работ;

- предложение нового способа обработки и интерпретации первичных данных рентгенофлуоресцентного анализа неистертых лито- и неозоленных биопроб;

- создание комплекса "Геоэкспресс", специализированного на поиски коренных месторождений золота.

Защищаемые положения, на аргументацию которых автор хотел бы обратить внимание при чтении работы, могут быть сформулированы следующим образом.

1. Защищается необходимость комплексирования лито- и биогеохимического методов поисков на основе принципа дополнительности. Литогеохимический метод максимально информативен при опоисковании механически устойчивых положительных форм рельефа с ореолами рассеяния, преимущественно эро-зионно-механического типа. Биогеохимический метод максимально информативен при опоисковании механически ослабленных отрицательных форм рельефа с ореолами рассеяния, преимущественно водо-диффузионного типа. Следовательно, оба этих поисковых метода являются дополнительными относительно типа геохимических аномалий, выявляемых с их помощью. Принцип дополнительности выражает объективную невозможность выбора какого-либо одного объекта опробования при геохимических поисках, который бы с одинаковой информативностью выявлял и приповерхностные эрозионно-механические, и глубинные водо-диффузионные ореолы рассеяния. Полная картина аномального геохимического поля и ее двойственный характер могут быть выявлены при анализе, по меньшей мере, двух природных объектов, - рыхлых отложений и растений.

2. Защищается как единое целое система аналитико-интерпретационных и полевых работ (комплекс "Геоэкспресс"), которая необходима и достаточна для проведения прямых поисков коренных месторождений золота в течение одного полевого сезона, на одной аналитической, аппаратурно-методической и интерпретационной основе - экспрессном РФА.

3. Защищается способ "внутреннего статистического стандарта" при обработке и интерпретации первичных данных РФА, который обеспечивает:

- минимизацию числа вспомогательных эталонов и проб-имитаторов помех при производстве РФА по сильновариирующим природным матрицам;

- учет всего многообразия факторов-помех, присущих РФА, на основе математически единого подхода к обработке первичных данных;

- максимальное использование ш^утри^^ свойств самой анализируемой выборки для минимизации в ней систематических погрешностей различного типа.

По вопросам, отраженным в теме диссертации опубликовано 6 работ. Автор участвовал в написании 4-х рукописных отчетов для горно-геологических организаций, в той или иной мере использовавших результаты экспресс-поисков золоторудных объектов в своей работе. Материалы докладывались на научно-практической конференции в ГП"Красноярскгеолсъемка" (г.Красноярск) в 1997г. и на региональном совещании по золотоносным корам выветривания в г.Красноярске, в 1998г.

Работа была выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Е.П.Лемана, чья настойчивость и требовательность помогли автору ясно осознать границы поставленной цели и сосредоточить основное внимание на практических элементах работы. Многочисленные консультации ведущего научного сотрудника ВИРГ-Рудгеофизика кандидата геолого-минералогических наук А.К.Лебедева помогали автору не только решать узкопрер^ютные вопросы, но и выходить за их рамки в область поиска более универсальных методических решений. Невозможно в полной мере оценить то значение, которое оказали на автора теоретические идеи и практические навыки, приобретенные им у кандидата геолого-минералогических наук

A.Б.Лобановой (С-Петербургский ГУ). Общая структура работы была существенно улучшена после доброжелательной критики и конструктивной помощи со стороны доктора геолого-минералогических наук профессора Красноярской академии цветных металлов и золота Ю.Г.Шестакова, кандидатов геолого-минералогических наук, доцентов этой же академии, С.И.Леонтьева и

B.А.Макарова Всем вышеназванным ученым автор выражает свою искреннюю благодарность.

г

Глава1.

Теоретические предпосылки экспрессных поисков коренных месторождений золота по элементам-спутникам.

В практике геохимических поисков коренных месторождений золота сосуществуют два принципиально разных подхода к проблеме обеспечения максимальной результативности работ. Первый подход, - его можно назвать классическим, - укладывается в простую формулу: "золото нужно искать по золоту". Этот подход выражает точку зрения значительного числа (из опыта автора) профессиональных геохимиков. Согласно ей только прямое определение золота во вторичных ореолах рассеяния служит надежным гарантом положительного результата поисков коренных месторождений этого металла. Анализ всех других элементов-спутников является вспомогательным этапом поисковых работ, позволяющим решать лишь вопросы геохимической зональности объектов поиска, но никак не вопросы их прямого локального прогнозирования. Вторая точка зрения обязана своим появлением многолетней практике экспрессных рентгенорадиометрических съемок по сумме халькофильных элементов (Си, 2п, Аб, РЬ и др.) во вторичных ореолах рассеяния на рудных полях в различных регионах СССР и России. Теоретическое обоснование и методическое обеспечение ядерно-геофизических поисков на основе суммарного измерения халькофильных элементов дано в работах [34,17,15,16]. Практические результаты, полученные авторами этих и многих других работ, свидетельствуют о перспективности "неклассического" подхода к поискам золоторудных объектов, формулу которого можно сформулировать так. "золото можно искать по элементам-спутникам". Данная точка зрения поддерживается достаточным числом геологов-практиков из числа тех, кто не только прогнозирует золото, но и его добывает.

Говоря о характерных чертах двух вышеназванных подходов следует выделить следующие:

- поиски "золота по золоту" опираются на стационарные методы анализа, подвержены меньшему влиянию фактора геологической изученности площади

- 4О-

поисков и требуют двухсезонных затрат времени и средств на получение первого положительного результата геологической заверки;

- поиски "золота по элементам-спутникам" опираются на экспрессные методы анализа, зависят от геологической изученности района работ, геохимической грамотности исполнителей и требуют односезонных затрат времени и средств на получение первого положительного результата.

Привлекательность более оперативного (но требующего дополнительных обоснований) второго подхода на практике часто вступает в противоречие с традиционностью и очевидностью первого подхода, требующего минимального обоснования своей целесообразности. Тем не менее, рассмотрение таких важных в поисковом отношении свойств соединений золота и элементов-спутников, как растворимость и подвижность, дает основания для сомнений в "очевидной непогрешимости" первого подхода. Приведем один практический пример. На рис.1 показан геохимический разрез вдоль линии шурфов, вскрывшей на глубину Зм вторичные литохимические ореолы рассеяния от залегающих несколько глубже рудных зон (геологический разрез предоставлен Некое В. В., АСГКрасноярскгеология"). Из приведенных данных видно, что пространственная корреляция ореолов остаточного в элювиально-делювиальных отложениях свободного гравитационного золота (данные шлихового анализа) с золотом, водо-солевым путем перемещенным во вторичный литохимический ореол рассеяния (данные золотоспектрохимического анализа рыхлых отложений), много хуже (0.19), чем корреляция остаточного свободного золота со вторичным литохими-ческим ореолом главного элемента-спутника для изученной рудной зоны, -мышьяка (+0.64). Причина столь некоррелированного поведения вторичных ореолов золота по отношению к ореолам свободного гравитационного золота заключается в более высокой подвижности этого элемента в окислительных условиях зоны гипергенеза, по сравнению с подвижностью его спутника - мышьяка [6]. То есть, по причинам физико-химической природы, золото может давать в ландшафте более оторванные от рудного тела ореолы (а, следовательно, и более искаженные), чем некоторые из его элементов-спутников. Данное обстоятельство, в совокупности с более простыми условиями аналитического определения элементов-спутников, позволяет оптимистично взглянуть на перспективы

"Л-

зсо. эхо

-2

-2

-3 -1

-2 -

-3

ореолы мышьяка,^^ г/т (РФА).

122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

133

134

ореолы золота, х10"3 г/т (ПЗСА)

122, 123

глубина, м 122 123

124

125

126

127

128

129

130 131 132 133 134 номер шурфа

уьяиолы!:

Г^П

спи спи

Яд^щшы ми и их туфы

Габбро - а^гаввз* Сегргтеыгтиллугггьж

ОбОЭКАЧЕНИЯ К РАЗ РЕЗАМ I ——* 7 Просечка мтжграв

Врезка иасшта«; »"?£- ¡;'000

верт. I г 1 ООО

Г—.с

пил

I н I

» »га«»»««« I зи: I

Лф/яйвл^тимг««* Гюлмтгетп« жретит* и/урф и ем «КЧв>

Рис.1 Отражение зон милонитизации во вторичных литогеохимических полях золота и мышьяка.

Осиновское рудное поле (В.Саяны).

использования последних для целей надежных поисков коренных месторождений золота.

Сравнивая в целом оба подхода,можно прогнозировать достаточно динамичное развитие второго из них, поскольку поиски по элементам-спутникам опираются, во-первых, на общепринятую парадигму комплексного, многоэлементного строения золоторудных месторождений гидротермально-метасоматического типа, во-вторых, - на прогрессивное развитие экспрессной аппаратурно-методической базы и, наконец, в-третьих, - на более привлекательные для практики технико-экономические показатели. Дальнейшее же развитие классического подхода детерминировано объективными трудностями, связанными с отсутствием предпосылок для появления высокопроизводительных физических методов анализа золота без его предварительного обогащения и с чувствительностью порядка п х 10~6%.

Необходимым условием для более широкого внедрения второго подхода к поискам коренных месторождений золота является теоретически обоснованный и практически формализованный подход к выбору информативного комплекса элементов-спутников.

1.1. Парагенетическая связь золота с элементами-спутниками в первичных ореолах рассеяния как основа для создания "геохимического образа объекта поисков".

Наличие закономерных парагенетических связей золота с другими химическими элементами никем и никогда не отрицалось. Самым общим основанием для утверждения этих связей является Периодический Закон Д.И.Менделеева. Из него берут начало все известные геохимические классификации элементов. Согласно наиболее признанной геохимической системе элементов В.М.Гольдшмидта [41] золото входит в группу халькофильных элементов, имеющих химическое сродство к минералам на основе серы - сульфидам: арсенопириту, пириту, халькопириту, сфалериту, галениту и др. Такой взгляд не исчерпывает всех возможных ассоциаций золота с другими элементами, но и непротиворечит всем известным фактам. Поэтому он может быть признан одним из геохимических постулатов.

-/з-

Предпосылки для возникновения понятия геохимического парагенезиса золота и элементов-спутников были заложены В.Эммонсом (1924г.), который впервые реконструировал "идеальную" систему жил в направлении от кровли "идеального батолита" до поверхности земли и наметил в ней 16 элементных зон по вертикали:

безрудная-Эп^-Аэ-ВнАи-Си-гп-РЬ-Ад-безрудная-Ад-Аи-ЗЬ-Нд-безрудная.

В этом исторически первом ряду геохимической вертикальной зональности две ассоциации пространственно-сближенных элементов ...-ВьАи-Си-... и ...-Ад-Аи-БЬ-... являются, по сути, первыми выявленными парагенетическими ассоциациями золота с другими рудными элементами. Как видно, геохимическая зональность элементов-спутников и золота отражает, одновременно, и меру их пространственной дифференциации, и меру их парагенетической связи. Действительно, невозможно представить существование пространственно обособленного (зонального), относительно золота, положения одних элементов (например, $п и Нд в рассмотренном выше ряду), без признания пространственно совмещенного (парагенетического) положения каких-либо других (например, Си и Ад), ибо при отрицании второго утверждения теряет в силе и определенности и первое. Парагенетические ассоциации элементов являются своеобразными фрагментами-связками, из которых состоит ряд вертикальной геохимической зональности. Налицо, закон единства противоположностей, согласно которому пространственная зональность и парагенезис химических элементов не могут рассматриваться независимо друг от друга. Таким образом, понятие парагенетической связи золота с элементами-спутниками возникло в рамках эмпирически обобщенного факта геохимической зональности золоторудных месторождений.

Работами А.А.Беуса, Л.Н.Овчинникова, С.В.Григоряна и др. феномен геохимической зональности первичных ореолов рудных месторождений (золота в том числе) был обобщен на большом числе конкретных примеров и приобрел форму единого универсального ряда вертикальной зональности для различных по составу и происхождению гидротермальных месторождений на сульфидной основе. Записанный снизу вверх, от источника к поверхности земли, этот ряд (ряд Григоряна-Овчинникова) имеет следующий обобщенный вид [7,5]:

W1-Be-As1-Sn1-Au1-U-Mo-Co-Ni-Bi-W2-Au2-Cu1-Zn-Pb-Sn2-Ag-Cd-Auз-Cu2-Hg,As2,Sb-Ba

Данный ряд имеет вероятностную природу, поэтому в конкретных случаях могут наблюдаться существенные отклонения. Многие элементы входят в обобщенный ряд геохимической зональности в форме разных минералов (Аэг арсенопирит, Авг-аурипигмент), т.е. являются сквозными. Кроме того, обычная для месторождений золота временная многостадийность рудообразования создает условия для наложения ряда одной фазы рудогенеза на ряд другой фазы, формируя ряды совмещенной и перекрестной зональности. Все эти обстоятельства нарушают теоретическую стройность и однозначность универсального ряда зональности применительно к отдельно взятому месторождению. Тем не менее, выше обозначенное единство феноменов пространственной зональности химических элементов и их парагенезисов позволяет на основе корреляционных связей золота с элементами-спутниками, выявлять ассоциативные фрагменты ряда геохимической зональности и, тем самым, ориентироваться в геохимической ситуации на конкретном месторождении.

Свое дальнейшее развитие идея зонального строения первичных геохимических ореолов рудных месторождений получила в связи с применением к проблемам рудогенеза системного подхода. Так, например, согласно В.М.Питулько [30], геологическое пространство организовано по иерархическому принципу: литосфера - земная кора -...- рудный район (РР) - рудный узел (РУ) - рудное поле (РП)- рудное месторождение (РМ) - рудное тело (РТ) - рудный столб (РС). Каждый из этих уровней организации вещества имеет свою геохимическую зональность, построеную на едином механизме выноса-привноса характерных петрогенных и рудных элементов. Такая зональность получила название латеральной "полярной зональности". Применительно к названным уровням-объектам полярная геохимическая зональность, с точки зрения В.М.Питулько, имеет вид, обобщенный в таб.1.

Таблица! Основные элементы-индикаторы ореолов рудоносных структур разного ранга (по В.М.Питулько).

Процесс/Объект РР РУ РП РМ РТ РС

Привнос к центру объекта К, Ыа Ре, Са, Мд,Т1 8г,Сг,Мп, Аэ, Тх ЦТО, Ад, В Си,гп, РЬ,\Л/... Аи

Вынос к периферии объекта А1, К, Ыа Ре.Са, Мд,Т1 Зг,Сг,Мп, Аэ, Тх иль,Ад, В Си, Zn, РЬ, \ЛЛ.

Полярное строение рядов латеральной геохимической зональности разноуровневых объектов показывает более четко выраженное ассоциативное поведение химических элементов, в сравнении с рассмотренным выше универсальным рядом вертикальной зональности. Теперь парагенетические ассоциации элементов являются не просто ранжированными по продуктивности фрагментами единого ряда, но образуют "жесткие" корреляционные ядра элементов-индикаторов, характеризующие альтернативные процессы однонаправленного переноса вещества по латерали или к периферии, или к центру рассматриваемого объекта. Полярная зональность является позитивной идеей, направленной на более ясное понимание того, что парагенетические ассоциации определяются не столько фактом сонахождения элементов-спутников в геологическом объекте, сколько фактом сонаправленного изменения их содержаний. Это различие в теоретическом понимании парагенезиса в практическом плане означает перенос центра тяжести с вариационных методов изучения парагенезисов элементов на корреляционные.

Другой позитивный момент "полярной зональности" состоит в том, что полноправными членами рядов латеральной геохимической зональности, наряду с типичными халькофильными элементами (Си, Zn, Аэ, РЬ, УУ...), становятся петрогенные и высококларковые рассеянные элементы, такие как железо, марганец, калий, титан, рубидий, стронций, цирконий, и др. Достоинством высоко-кларковых элементов-спутников является индикация ими геохимических процессов общего рудоконтролирующего характера, включающих в себя процессы рудообразования как составные части. Так, к примеру, рубидий, как геохимический аналог калия, является хорошим индикатором процессов калиевого метасоматоза - одного из главных рудоконтролирующих процессов. Если учесть, что рубидий является элементом неструктурного рассеяния и практически не образует собственных минеральных форм [44,45], то есть не образует аномалий, связанных с унаследованием минеральных неоднородностей вмещающих пород, то следует признать этот элемент весьма тонким геохимическим индикато-

46-

ром процессов калиевого метасоматоза. Стронций является хорошим индикатором фактора структурно-тектонического контроля [24], железо и марганец -индикаторами процессов гипергенного окисления рудных месторождений [38]. Привлечение петрогенных и высококларковых элементов к решению проблем зонально-парагенетического строения золоторудных месторождений может стать весьма плодотворной идеей для выявления геохимических признаков, повышающих эффективность поисков коренных месторождений золота. При этом, если для месторождений традиционного золото-кварц-сульфидного типа поисковые признаки могут вполне опираться на традиционные халькофильные элементы-спутники (Си, Тп, Аэ, РЬ и др.), то для поиска новых нетрадиционных типов золоторудных месторождений (золотоносных кор выветривания, метасо-матических зон оруденения вдоль крупных тектонических структур) могут потребоваться геохимические признаки, опирающиеся на более широкий спектр элементов-спутников, включающий петрогенные и высококларковые элементы (Ре, "П, Zr, вг, и др.).

Традиционно, поисковые геохимические признаки для месторождений золото-кварц-сульфидного типа строятся на мультипликативном подходе. Суть его состоит в том, что за основу парагенезиса золота и элеметов-спутников принимается принцип сонахождения их в объекте поиска. Например, если по оценке средних содержаний, в некотором эталонном золоторудном объекте в повышенных концентрациях содержатся, кроме золота, Си, Ти, Аэ, РЬ, то последовательным перемножением содержаний этих элементов-спутников, создается мультипликативный поисковый признак Си*7п*Аэ*РЬ, картирование которого позволяет искать объекты сходного с эталонным генезиса. Подход этот сыграл свою положительную роль в практике производственных работ, так как при плохой точности ПЭСА позволял усиливать и, тем самым, не пропускать слабые аномалии основных элементов-спутников.

Альтернативой мультипликативному служит корреляционный подход, суть которого состоит в том, что за основу парагенезиса золота и элементов-спутников принимается принцип сонаправленного изменения их в объекте поиска. С точки зрения этого подхода не так уж важно на сколько много среднее содержание элементов-спутников в объекте поиска превышает среднефоновые. Принципиально важными является сила и направленность корреляционных связей между золотом и элементами-спутниками, т.е. насколько корреляционно-

жестким является ядро парагенезиса золота и его спутников. Корреляционный подход применительно к практике поисковых работ особенно последовательно защищается в работах А.Б.Лобановой [18,19,20]. Выделяемое корреляционными методами парагенетическое ядро элементов-спутников золота является очень чувствительным поисковым признаком оруденения, поскольку коэффициенты корреляции под действием временных, ландшафтных или любых других, наложенных на поисковую ситуацию факторов-помех, изменяются сильнее, чем средние содержания этих элементов. Широкому практическому применению корреляционного подхода к практике поисковых работ мешает низкая точность ПЭСА и практическая недоступность для него измерений многих петрогенных и высококларковых элементов (Ре, "П, Бг, Тг). Поэтому, использование для целей корреляционного анализа исходных данных, полученных ПЭСА с низкой и неконтролируемой точностью, не может считаться корректным.

Мультипликативный подход к формированию геохимических поисковых

критериев не является анто/онистом корреляционного подхода. Скорее, его

/

можно считать предельно упрощенным вариантом последнего. Главная сложность построения мультипликативных показателей состоит в том, что некритическое произвольное перемножение содержаний большого числа химических элементов, без учета их "вклада" в мультипликату, способно принести только вред [42]. Оценить же объективно вклад элементов-спутников в мультипликату можно лишь на основе знания силы их взаимосвязи. А это уже является предметом корреляционного анализа. Следовательно, мультипликативный подход можно считать простейшим приемом формирования поисковых геохимических признаков, еще приемлемым для полуколичественной аналитики, но уже недостаточным для более объективных аналитических методов, таких как РФА. Применение РФА в качестве основного метода аналитического обеспечения корреляционных геохимических задач, в целом, снимает и проблему точности измерений, и проблему анализа группы высококларковых элементов.

Принимая в качестве исходного корреляционный подход к формированию поисковых признаков золотого оруденения, мы пришли к следующему определению: характерная ассоциация элементов-спутников и золота, выделенная при помощи формальных корреляционных методов в относительно независимое парагенетическое ядро формирует "геохимический образ объекта поиска". В

качества парагенетических ядер могут выступать не только ассоциации халько-фильных элементов-спутников, предельно тесно (на уровне рудного тела) связанных с золотом, но и ассоциации петрогенных и высококпарковых элементов, связанные с золотом более общими рудоконтролирующими геологическими процессами.

"Геохимический образ объекта поиска", построенный на корреляционной основе, не является абсолютно устойчивым геохимическим признаком и претерпевает изменения под действием временных, ландшафтных или любых других, наложенных на поисковую ситуацию, факторов-помех. И поскольку экспрессные поиски рудных объектов, как правило, ведутся по вторичным геохимическим полям, то устойчивость искомого геохимического образа в гипергенных условиях является важнейшим аспектом общей методики работ.

1.2. Перенос парагенетических ассоциаций элементов-спутников из первичного во вторичные геохимические поля.

Не вдаваясь в достаточно разработанную систематику ореолов рассеяния [40^можно разделить все вторичные ореолы рассеяния рудных тел на два принципиальных типа. К первому типу следует отнести эрозионные ореолы механического и сорбционного способов образования. Механический способ орео-лообразования - это прямой перенос зерен рудных минералов из рудного тела или его первичного ореола рассеяния в рыхлые отложения. Сорбционный способ ореолообразования - это гипергенное физико-химическое растворение зерен рудных минералов в зоне свободного доступа кислорода и сорбция растворенных компонентов на вторичных геохимических барьерах (железо-марганцевых, гумусовых и др.). Второй принципиальный тип ореолов рассеяния, ^ водо-диффузионный. Ореолы этого типа часто наблюдается над глубоко-залегающими месторождениями и достигают поверхности земли в виде "ореолов восходящей миграции" [21] или "вертикальных геохимических струй" [31,1,36] того или иного элемента-спутника. На сегодня нет единого признанного способа образования этих ореолов, однако в наиболее общей форме можно принять следующую схему их формирования. На основании всеобщего закона рассеяния вещества В.И.Вернадского всегда и везде происходит диффузион-

ное разложение любого рудного месторождения со скоростью пропорциональной, во-первых, степени концентрации рудных элементов данного месторождения (по отношению к их содержаниям во вмещающих породах) и, во-вторых, пропорциональной интенсивности силовых полей, обтекающих данное месторождение. Продукты диффузионного разложения самопроизвольно транспортируются, согласно того же закона В.И.Вернадского, в зону их минимального клар-кового содержания (а для большинства рудных элементов это атмосфера) с помощью или связанных пленочных вод [21], или аква-комплексов [30], или во-до-флотационным способом [31], - в общем, водо-диффузионным способом.

Принципиальное отличие эрозионно-механических ореолов от водо-диффузионных состоит в том, что контрастность (отношение "сигнал-фон") эро-зионно-механических ореолов определяется экстенсивными параметрами, т.е. прямо зависит от объема эрозионного вскрытия рудного объекта и валового количества обломков рудного тела, попавших в область поискового опробования. Контрастность водо-диффузионных ореолов определяется интенсивными параметрами, такими как скорость разложения рудного объекта, геохимический градиент того или иного элемента-спутника, напряженность того или иного физического поля, обтекающего объект, т.е. параметрами, ответственными за величину водо-диффузионного потока элемента-спутника через область поискового опробования.

Необходимо указать на одно важное обстоятельство переноса водо-диффузионных ореолов рассеяния к поверхности, а именно: на пути свободного переноса водо-диффузионных ореолов в направлении атмосферы (как предельному пункту их движения), элементы-спутники движутся не рассеянно-диффузно, но спонтанно увлекаются в ближайшие зоны механического разуплотнения горных пород и уже по ним переносятся вверх. В зонах механического разуплотнения кларковые объемные содержания химических элементов всегда ниже, чем в смежных областях пород нормальной плотности и, следовательно, по закону В.И.Вернадского, именно в эти области геологического пространства будет спонтанно направлен водо-диффузионный поток элементов-спутников. Для последних зоны разуплотнения есть своеобразные "атмосферные окна" в мире однородной сплошности окружающих пород. Кроме этой фундаментальной причины, струйно-диффузионное движение п^ зонам разуплотнения рряза-

-20-

но с силовым воздействием на элементы-спутники полей механического напряжения [9], а также с воздействием на них электрохимических явлений на границах минеральных зерен, микро- и макротрещин [35,39]. Так или иначе, явление струйного движения водо-диффузионных ореолов по зонам разуплотнения горных пород имеет место. В качестве иллюстрации этого феномена, на рис.2 приведены данные по фиксации одного й того же объекта различными типами вторичных ореолов рассеяния. Трубка взрыва основного состава "Хоркич" (Эвенкия) была зафиксирована контрастными эрозионно-механическими ореолами рассеяния (по данным литогеохимического опробования рыхлых отложений) и водо-диффузионными ореолами рассеяния железа (по данным биогеохимического опробования мхов). Хорошо видно, что формирование эрозионно-механического ореола рассеяния происходит непосредственно над эпицентром объекта, где доля обломков последнего в общей массе пробы максимальна. Формирование же положительного водо-диффузионного ореола рассеяния происходит, преимущественно, в приконтактовых частях объекта, где, по причине резкого структурного несогласия границ трубки взрыва с вмещающей породой, максимальным является поток железа в водо-диффузионной форме. Таким образом, вырисовывается принципиально разная морфология аномалий для эро-зионно-механических и водо-диффузионных ореолов рассеяния. Первые являются объектно-, а вторые структурно-центрированными относительно аномального тела. Первые пропорциональны степени механического разрушения объекта, вторые - величине водо-диффузионного потока от объекта. Различная природа формирования и, вследствие этого, различная морфология строения аномалий и различная информативность эрозионных и водо-диффузионных ореолов рассеяния, являются главными теоретическими предпосылками для комплексного использования в поисковых целях лито- и биогеохимического методов.

Перенос "геохимического образа" из первичного во вторичные ореолы рассеяния эрозионного и водо-диффузионного типов происходит всегда. Другой вопрос, насколько временные, ландшафтные или любые другйёГ"наложенные на поисковую ситуацию, факторы-помехи, искажают это образ. Менее всего искажены ореолы механического типа, так как в них фиксируются парагенетиче-ские ядра элементов-спутников, "закрепленные" в еще не разрушенных зернах

А)

Б)

500 т

450

400 --

350

300 --

усл.ед.

1200 т усл.ед

250

1000

800

600

400

200

пк

15

20

пк

Рис.2 Характер распределения аномалий железа над трубкой взрыва Хоркич (Эвенкия) во вторичных литогеохимических (А) и биогеохимических (Б) ореолах рассеяния.

первичных минералов. Парагенетические ядра в сорбционно-солевых ореолах искажены больше, в зависимости от гипергенных условий химического разложения минералов и сорбции их компонент на вторичных геохимических барьерах. Водо-диффузионные ореолы восходящей миграции имеют универсальный механизм образования и теоретически неограниченную дальность переноса [40]. Для целей глубинных геохимических поисков этот тип вторичных ореолов является наиболее перспективным. Существенным фактором, ограничивающим интенсивность водо-диффузионных ореолов, является фактор диффузионного разложения (пусть менее интенсивного, чем для рудного объекта) вмещающих горных пород и пород, перекрывающих рудный объект. Парагенетические ассоциации элементов-спутников рудного тела трансформируются на пути их переноса к поверхности. Изменение ассоциаций элементов-спутников происходит как с добавлением к ним новых элементов, содержащихся в горных породах в существенно более высоких, относительно кларка, концентрациях, и отсутствующих в рудном объекте, так и с "вычитанием" тех элементов-спутников из рудной ассоциации, содержание которых в перекрывающих горных породах существенно выше, чем в рудном объекте [18]. Вообще, трансформация водо-диффузионных ореолов восходящей миграции на пути переноса к поверхности есть столь же универсальное явление, как и сам факт их образования.

На поверхности земли водо-диффузионные ореолы восходящей миграции элементов-спутников могут быть зафиксированы многими методами. Наиболее известными из них являются:

- электрохимический (метод Частичного Извлечения Металлов) [10];

- сорбционный (Термомагнитный Геохимический Метод и Метод Подвижных Форм) [8,3];

- диффузионный (Метод Диффузионного Извлечения) [2];

- биогеохимический.

Первые три метода разработаны Ю.С.Рыссом, Л.В.Антроповой, С.Г.Алексеевым, А.С.Духаниным и др. сотрудниками ВИРГ-Рудгеофизика как технические методы "дифференциальной геохимии". Последний метод разработан сотрудником СПГУ А.Б.Лобановой (г.С-Петербург) и является, по сути, переосмыслением исходных посылок и способов интерпретации данных классического биогеохимического метода поисков.

-РЯ-

В целом, методы "дифференциальной геохимии", каждый по своему, фиксируют глубинные водо-диффузионных ореолов восходящей миграции и в отношении информативности являются подобными. В качестве характерного примера следует привести интересные данные, полученные А.К.Лебедевым (ВИРГ РАН) при сопоставлении традиционного метода повышенной глубинности (ТМГМ) и оперативного биогеохимического метода при выделении геохимического сигнала от глубокозалегающего (2 км) месторождения нефти в Калининградской области (рис.3). Хорошо видно, что оба примененных метода информативно равноценны.

1.3. "Принцип дополнительности" литогеохимического и биогеохимического методов поисков.

При проведении геологоразведочных работ на коренное золото одним из основных поисковых методов, предшествующих собственно разведке, является литогеохимический метод поисков по вторичным ореолам рассеяния золота и элементов-спутников в рыхлых отложениях. Если искомый объект залегает на небольшой глубине (менее 5-10 м), то вторичные ореолы от рудных объектов образуются, главным образом, по первому типу - типу эрозионно-механических ореолов (рис.4(а)). В этом случае информативность литогеохимического метода достаточна для решения задач по трассированию известных и поиску новых рудных тел. Обычно такие условия поиска существуют при опробовании положительных форм рельефа - горных вершин и склонов, где мощность рыхлых отложений минимальна. При положительной морфологии рельефа образование водо-диффузионных ореолов, конечно, тоже происходит, однако, контрастность их не так велика, как эрозионных литохимических. Обстоятельства, определяющие различие в контрастности водо-диффузионных и литохимических ореолов от приповерхностных объектов состоят, на наш взгляд, в следующем:

- контрастность литохимических ореолов прямо зависит от площади эрозионного разрушения рудного объекта и максимальна в приповерхностных условиях, где резко увеличивается число механических обломков рудного тела, попадающих в область поискового опробования;

Рис.3 Выделение нефтяной залежи двумя методами "дифференциальной геохимии": биогеохимическим и термомагнитным (данные Лебедева А.К.).

Б)

П Эрозионно-механические ореолы

• Водо-диффузионные ореолы I Зона механического разуплотнения горных пород

Биогеохимические ореолы Литогеохимические ореолы

•иг * : •

4**Д * п

Рис.4 Соотношение интенсивностей эрозионно-механиеческих литогеохимических и водо-диффузионных биогеохимических ореолов над рудными объектами: I А) приповерхностного залегания; Б) глубокого залегания.

1Ь (Ъ I

- контрастность водо-диффузионных ореолов пропорциональна скорости разложения рудного объекта и слабо зависит от площади его эрозионного разрушения;

- равенство скоростей эрозионного разрушения как самого рудного объекта, так и его механических ореолов рассеяния определяет практически равное по интенсивности поступление атомов элементов-индикаторов в приповерхностные воды как от самого разрушающегося объекта ("сигнал"), так и от его обширных эрозионных ореолов ("фон"); это и приводит к снижению отношения "сигнал-фон" водо-диффузионных ореолов.

Ограничение информативности литогеохимических ореолов наступает тогда, когда поисковый участок входит в условия отрицательных форм рельефа, -в долины рек и седиментационные впадины, где мощность перекрывающих пород, рыхлых отложений и верхнего гумусового слоя увеличивается. В такой геоморфологической обстановке условия образования механических ореолов самые неблагоприятные - обломки рудных тел просто не достигают зоны поискового опробования. Происходит систематическое падение отношения "сигнал-фон" для литогеохимических аномалий. Кроме того, за счет примеси гумуса, резко изменяется степень однородности состава материала опробования и увеличиваются случайные вариации содержаний элементов-индикаторов, что также ухудшает отношение "сигнал-фон". Для водо-диффузионных ореолов, наоборот, наступают условия максимального благоприятствования из-за резкого снижения фоновой составляющей и установления более стационарного режима прохождения водо-диффузионного потока через область поискового опробования. В случае, когда рудный объект имеет еще и выраженный структурный контроль, т.е. сопровождается зоной механического разуплотнения горных пород, отношение "сигнал-фон" в приповерхностных водах увеличивается еще и по причине резкого нелинейного нарастания водо-диффузионного потока через зону разуплотнения (рис.4(б)).

Если в качестве основного метода фиксации водо-диффузионных ореолов на поверхности земли взять самый простой, - биогеохимический метод,- то, в контексте вышесказанного, он становится информативно дополняющим поисковым методом по отношению к традиционной литогеохимии. И это обстоятельство позволяет говорить о принципиальной необходимости (а не только возможности) комплексирования двух поисковых методов в целях получения более

устойчивого решения поисково-прогнозных задач на участках с меняющейся |уюрфологией рельефа. Геологические условия залегания объекта поисков и условия его эрозионного вскрытия вблизи поверхности являются факторами, во многом определяющими конечную результативность поисков. Поэтому информационная дополнительность двух типов вторичных ореолов рассеяния рудных субъектов, основанная на их разной контрастности при смене этих условий, также становится фактором результативности поисков. В оптимальной для практики форме реализация принципа информационной дополнительности эрозионно-механических и водо-диффузионных ореолов рассеяния может быть осуществлена при интегрировании литогеохимического и биогеохимического методов Поиска. Тогда "принцип дополнительности" лито- и биогеохимии может быть сформулирован так: литогеохимический метод наиболее информативен при поисках эрозионно-механических ореолов от приповерхностных объектов при опробовании положительных форм рельефа, тогда как биогеохимический метод наиболее информативен при поисках восходящих водо-диффузионных ореолов от глубокозалегающих объектов при опробовании отрицательных форм рельефа. Научно-познавательная ценность "принципа дополнительности" состоит в том, что он выражает принципиальную невозможность выбора какого-либо одного природного объекта опробования при геохимических поисках рудных тел, который бы с одинаковой информативностью выявлял и приповерхностные эрозионно-механические, и глубинные водо-диффузионные ореолы рассеяния. Относительно полная картина аномального геохимического поля на участке работ может быть выявлена при одновременном изучении, по меньшей мере, двух природных объектов, - рыхлых отложений и растений.

В качестве иллюстрации дееспособности "принципа дополнительности" в приложении к поискам коренных месторождений золота на рис.5 приведены данные площадного применения лито- и биогеохимического методов при трассировании золоторудных структур Тибекского месторождения (респ.Хакасия) на гррно-таежном участке, характерной особенностью которого является обширная заболоченная долина в центре поискового участка. Из рисунка следует, что пораздельнее применение названных методов дает фрагментарую картину строения аномального геохимического поля элементов-спутников (мышьяка при лито-геохимическом опробовании рыхлых отложений, марганца и цинка при биогеохимическом опробовании по осоке). При этом, биогеохимические аномалии хо-

-22-

г

М * ; ^

ч 1

Ш 4

40 -

Карьер майского рудника

Марганец ■■ 100-140 отн.ед. >140 отн.ед.

Цинк ■1 >25г/т

%

\

У / ~ Ч

/ \ \

Мышьяк, г/т

. • 15 Ш 50-100

м > юо

Рудные структуры, предполагаемые по геологическим данным.

Рудные структуры, предполагаемые по данным литобиогеохимической съемки.

Рис.5 Комплексное применение литогеохимической и биогеохимической съемок на Тибек-Майском рудном поле (Хакасия).

рошо проявлены, главным образом, в заболоченной долине, а литогеохимиче-ские аномалии - на горных склонах. Пораздельная интерпретация данных не позволяет надежно проследить рудные зоны по простиранию ни тем, ни другим методом, поскольку литогеохимические аномалии "теряются" в заболоченной долине, а биогеохимические плохо проявляются на склонах гор. При наложении двух методов направление простирания рудных зон устанавливается более надежно и обосновано, повышая качество интерпретации геохимических полей элементов-спутников.

Конечно, сама возможность комплексирования лито- и биогеохимического методов в пределах одного поискового участка не может и не будет никем серьезно оспариваться. Однако, говоря о "принципе дополнительности", мы делаем сознательный акцент на принципиальной необходимости комплексирования этих двух методов для полноценной характеристики аномального геохимического поля и повышения качества его интерпретации. Основной аргумент, который может быть выдвинут против такой необходимости, заключается в том, что при комплексном литобиогеохимическом опробовании по неперекрывающимся сетям нарушается регулярность опробования участка каждым методом в отдельности. В ответ следует сказать, что при проведении традиционных лито-геохимических съемок опробование долинных (преимущественно гумусовых) и склоновых (преимущественно Ре-гидроокисных) рыхлых отложений лишь по форме есть один вид опробования, поскольку, в содержательном плане, накопление аномальных содержаний элементов-спутников на этих геохимических барьерах идет разными способами, тем самым также нарушая регулярность сети литогеохимического опробования поискового участка по единому номинальному горизонту "В".

При осознании принципиальной необходимости комплексного применения литогеохимического и биогеохимического методов в пределах одного поискового участка, наиболее важной проблемой всегда оставалось единство аналитического обеспечения и общность подхода к интерпретации получаемых аналитических данных. Традиционный способ анализа биопроб (ПЭСА) сильно искажает первичные соотношения между содержаниями элементов-спутников за счет их улетучивания при озолении. Различная степень летучести элементов-спутников при озолении биопроб и отсутствие этого фактора-помехи при

— .^П -

анализе литопроб, делает проблематичной корректную интерпретацию данных ПЭСА лито- и биопроб с единых позиций. Разрушающая технология проведения ПЭСА является объективным барьером на пути обеспечения единообразия конечных результатов названных поисковых методов. Аналитическим методом, который может обеспечить, помимо высокой точности и оперативности, еще и неразрушающий характер анализа лито- и биопроб, а также единство методики измерения и алгоритмов обработки первичных данных, является РФА. На основе именно этого метода аналитического сопровождения может быть создана эффективная система экспрессных поисков коренных месторождений золота.

Заключение диссертации по теме «Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых», Макеев, Станислав Михайлович

Основные результаты площадной литогеохимической съемки отражены на рис.21 и 22 и свидетельствуют, что в плане поискового участка рудоперспек-тивная зона контрастно выделяется положительными аномалиями мышьяка и лежит в поле пониженных содержаний стронция, подтверждая, тем самым, правильность первичного геохимического образа объекта. В течение нескольких дней после проходки заверочных горных выработок, каменный материал из вскрытой зоны брекчированных кварц-карбонатных сланцев был подвергнут прямому анализу на золото при помощи экстракционно-рентгеноспектрального метода. Зафиксированы рудные содержания металла (до 2.1 г/т) в кварцевом материале. Таким образом, весь поисковый цикл работ, - от анализа обломков делювия до анализа золота во вскрытом объекте, - был выполнен исключительно на основе рентгенофлуоресцентного экспресс-анализа. Характерной

ТЕКТО -50 ^ ^ ^ ^ ^

Рис.20 Характер изменения магнитного поля и содержаний стронция вблизи крупной тектонозоны.

Осиновское рудное поле (В.Саяны).

Н4 \

3500т

3000т

2500т

2000т

1500т

1000т

500т

1500т

1000т

500т

Рис.21 Положительные аномалии мышьяка(г/т) над золоторудной зоной. Осиновское рудное поле (В.Саяны). Анализ золота выполнен методом ЭРСА.

-9В

1500т

1000т

500т

Рис.22 Зона выноса стронция (г/т) над золоторудной зоной. Осиновское рудное поле (В.Саяны). особенностью выполненных работ явилось также то обстоятельство, что уровень аномальных содержаний мышьяка в рыхлых отложениях, перекрывающих рудный объект, только в редких точках превысил 50-100 г/т. Зона как объект была выделена нами на уровне 15-30 г/т (!). Видимо этим и можно объяснить тот факт, что настоящий поисковый проект был не первым по счету из уже предпринятых ранее проектов, нацеленных на решение той же самой задачи обнаружения коренного источника россыпного золота. Однако, все предыдущие работы опирались в своей аналитической части на ПЭСА, имеющий порог обнаружения мышьяка на уровне 50-60 г/т и, в силу этого, не способного выявить слабые ореолы мышьяка - единственного элемента-спутника выявленной рудной зоны. 4.00

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Научно-практические результаты исследований, проведенных по теме настоящей работы, могут быть сведены к следующим основным положениям.

1. Информационная дополнительность между био- и литогеохимическими методами поисков, обусловленная принципиально разными типами фиксируемых этими методами вторичных ореолов рассеяния, способствует более полному и целостностному отображению аномального геохимического поля в рамках единого литобиогеохимического комплекса работ, по сравнению с раздельным применением этих методов.

2. В основе корректного применения литобиогеохимической съемки как одного вида работ лежит единство аппаратурно-методического и интерпретационного обеспечения анализа двух очень разных типов природных матриц, -рыхлых отложений и растений. Обеспечить такое единство можно только на основе неразрушающих методов анализа, наиболее перспективным из которых является рентгенофлуоресцентный анализ природных материалов.

3. Разработка поискового комплекса "Геоэкспресс", полностью обеспеченного отечественными методиками для производства РФА элементов-спутников и золота в условиях полевой лаборатории, позволяет проводить экспрессные литобиогеохимические поиски коренных месторождений золота (с прямой заверкой их результатов) в течение одного полевого сезона.

4. Одним из главных функциональных элементов комплекса "Геоэкспресс" является формирование по элементам-спутникам "геохимического образа объекта поиска". Выполняется эта операция на основе факторного анализа корреляционной матрицы элементов-спутников и золота. Предложенный автором машинно-ручной способ косоугольного золото-ориентированного вращения факторных осей позволяет находить наиболее простую факторную структуру такой матрицы, а значит выделять наиболее характерную ассоциацию элементов-спутников золота.

5. Разработка способа внутреннего статистического страндарта для обработки и интерпретации первичных данных РФА позволила математически корректно и методически универсально подойти к проблеме минимизации систематических погрешностей РФА неистираемых проб рыхлых отложений и неозо ляемых проб растений, что является важнейшим условием корректности совместной интерпретации результатов полевого анализа лито и биопроб.

6. Элементы предложенного комплекса экспрессных геохимических поисков золоторудных месторождений на основе инструментального РФА показали свою работоспособность и потенциальную перспективность на ряде золоторудных объектов Красноярского края и Хакасии, что позволяет надеяться в дальнейшем на реализацию этой технологии поисков в полном объеме. Сопоставление некоторых технико-экономических показателей традиционной технологии поисков коренного золота и комплекса «Геоэкспресс» (табл.8) позволяет считать новую технологию поисков более эффективной.

Традиционная технология Технология «Геоэкспресс»

Основной поисковый признак золото Группа элементов-индикаторов

Производственный цикл 2 полевых сезона 1 полевой сезон

Точность аналитического сопровождения 40 - 50% 10-2 0%

Средняя цена анализа одного поискового признака во вторичных ореолах 30 рублей (золотоспектрохимия) 3 рубля (РФА)

Средняя цена анализа золота в первичных ореолах 100 рублей (пробирный) 50 рублей (ЭРСА)

Относительная стоимость работ без учета инфляции (1000 проб) 100 % 48 %

Табл.8 Сопоставление некоторых технико-экономических показателей традиционной технологии поисков коренных месторождений золота и комплекса «Геоэкспресс».

-юг

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Макеев, Станислав Михайлович, 1998 год

Список литературы:

1. Алексеев С.Г., Гольберг И.С., Духанин A.C. Динамика транспорта ионов через электронейтральные мембраны в поле диффузионных потенциалов / Журнал физической химии. Т.63, вып.9, 1989, с.2547-2549.

2. Алексеев С.Г., Духанин A.C. Диффузионное извлечение подвижных форм металлов для поисков скрытого оруденения / Геохимические методы и научно-технический прогресс в геологическом изучении недр. М., Наука, 1989, с. 174178.

3. Антропова Л.В. Формы нахождения элементов в ореолах рассеяния рудных месторождений. Л., Недра, 1975, 144с.

4. Афонин В.П., Гуничева Т.Н., Пискунова Л.Ф. Рентгенофлуоресцентный силикатный анализ. Новосибирск, Наука, 1984.

5. Барсуков В.Л., Григорян C.B., Овчинников Л.Н. Геохимические методы поисков рудных месторождений. М.: Наука, 1981. 274с.

6. Барсуков В.Л., Баранова H.H., Козеренко С.И. и др. Некоторые геохимические аспекты поведения золота в гидротермальном процессе и их прикладное значение. / Теоретические основы геохимических методов поисков рудных месторождений. М.:"Наука", 1986, с.4.

7. Беус A.A., Григорян C.B. Геохимические методы поисков и разведки месторо-хедений твердых полезных ископаемых. М., Недра, 1975.

8. Ворошилов H.A., Ворошилова Л.Н., Применение термомагнитного геохимического метода (ТМГМ) при поисках рудных месторождений / Методы интерпретации результатов литохимических поисков. М., Наука, 1987, с.135-141.

9. Гегузин Я.Е., Кривоглаз М.А. Движение макроскопических включений в твердых телах. М., Металлургия, 1971.

10. Гольберг И.С., Иванова A.B., Рысс Ю.А., Алексеев С.Г. Поиски и разведка рудных месторождений методом ЧИМ (методические рекомендации). Л., ОНТИ ВИТР, 1978, 75с.

11. Иберла К. Факторный анализ. М.,Статистика, 1980.

12. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. Новосибирск, Наука, 1991.

13. Ковалевский А.Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. М., Недра, 1984.

- У 03"

14. Лебедев А.К. Методические рекомендации по экспрессному рентгенофлуо-ресцентному анализу почв, растительности и природных вод в условиях полевой лаборатории для обеспечения геохимических съемок. СПб, 1993.

15. Лебедев А.К., Митов В.Н. Инструкция по определению содержания суммы халькофильных элементов в ореолах рассеяния рентгенорадиометрическим методом. Л.:"Рудгеофизика", 1982, 75с.

16. Лебедев А.К., Митов В.Н. Использование рентгенорадиометрического анализа группы халькофильных элементов при литогеохимических и биогеохимических поисках оловянных месторождений. М., ВНИИЯГ, 1980. с.61-65.

17. Леман Е.П. Рентгенорадиометрический метод опробования месторождений цветных и редких металлов. Л.: Недра, 1978, 260с.

18. Лобанова А.Б. Геохимические поиски глубокозалегающих месторохедений по диффузионным ореолам восходящей миграции. СПб, 1992.

19. Лобанова А.Б. Критерии интерпретации биогеохимических аномалий II Тезисы докл. В трудах Всес.совещ."Повышение эффективности геохимических методов поисков в таежных районах". Иркутск, 1986.

20. Лобанова А.Б. О геохимической корреляции первичных и биогеохимических ореолов//ДАН СССР. 1987. Т.295. №3. с.707-711.

21. Лобанова А.Б. О первичном ионном геохимическом поле глубокозалегающих месторождений //ДАН СССР. 1990. Т.313. №1. с. 174-178.

22. Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. М., Наука, 1969.

23. Лосев Н.Ф., Смагунова А.Н. Основы рентгеноспектральго флуоресцентного анализа. М., Химия, 1982.

24. Макеев С.М. К вопросу о соотношении полезного сигнала и шума в биогеохимии.// Методы разведочной геофизики. СПб, 1992, с.78.

25. Макеев С.М. Обработка данных рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) способом внутреннего статистического стандарта.// Обогащение руд. №2, 1998, с. 28-31.

26. Макеев С.М. Литобиогеохимический поисково-оценочный комплекс "Геоэкспресс" / Геология и полезные ископаемые Красноярского края и республики Хакасия., вып.4, ПТ'Красноярсгеолсъемка", Красноярск, 1998, с. 134-140.

-юч -

27. Макеев С.М. Ядерногеохимический метод: опыт применения в Красноярском крае / Геофизические исследования в Средней Сибири. Красноярск, 1997, с.286-298.

28. Окунь Я. Факторный анализ.М., Статистика, 1974.

29. Питулько В.М., Бурдэ А.И. Повышение качества геохимических работ при региональных геологических исследованиях и крупномасштабной геологической съемке с общими поисками. Методические рекомендации. Л., Изд.ВСЕГЕИ, 1988.

30. Питулько В.М., Крицук И.Н. Основы интерпретации данных поисковой геохимии. Л., Недра, 1990.

31. Путиков О.Ф., Духанин A.C. О возможном механизме формирования "струйных" ореолов рассеяния. // Доклады Академии наук, 1994, том 338, №2, с.219-221.

32. Пшеничный Г.А. Взаимодействие излучений с веществом. М.,Энергоиздат, 1982.

33. Ревенко А.Г. Рентгено-спектральный флуоресцентный анализ природных материалов. Новосибирск, Наука, 1994.

34. Рентгенорадиометрический метод при поисках и разведке рудных месторождений / Под редакцией А.П.Очкура. - Л.: Недра, 1985, 256с.

35. Рысс Ю.С. Электрохимические методы разведки. Л., Недра, 1983.

36. Рысс Ю.С., Гольберг И.С., Алексеев С.Г., Духанин A.C. Струйная миграция вещества в образовании вторичных ореолов рассеяния / ДАН СССР, т.297, №4, 1987, с.956-958.

37. Сафаров А.Р., Томский И.В., Лебедев А.К. и др., Инструкция по рентгенора-диометрическому определению элементов-индикаторов рудных проявлений в ореолах рассеяния с аппаратурой РРК-103 ("Поиск"). Л.:"Рудгеофизика", 1987, 64с.

38. СамамаЖ.-К. Выветривание и рудные поля. М,, Мир, 1989.

39. Свешников Г.Б. электрохимические процессы на сульфидных месторождениях. Л., Изд.ЛГУ, 1967.

40. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1985.

41. Справочник по геохимии. М.:"Недра", 1990, с.45.

-/Об''

42. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых, М., Недра, 1990, с. 171.

43. Справочник по математическим методам в геологии. М., Недра, 1987.

44. Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитои-дов. М., Наука, 1977.

45. Таусон Л.В. Геохимия редких элементов в гранитоидах. М., Изд. Академии наук, 1961.

-/об-