s
Доцент Морозов Михаил Владимирович: официальный сайт

Михаил Владимирович Морозов:
персональный сайт

А Г Д К Л М П Р С Т У Х Я

Биогеохимические методы поисков


Биогеохимические методы поисков

Биогеохимические методы поисков основаны на выявлении вторичных ореолов рассеяния элементов-индикаторов руд в живых организмах и их остатках, называемых биогеохимическими ореолами. В настоящее время практическое значение имеет только метод, использующий в качестве объектов опробования наземные растения и их остатки (торф, лесную подстилку и гумусовый горизонт почв).

Основными факторами, влияющими на формирование биогеохимических ореолов рудных месторождений в растениях, являются: 1) доступность растениям минеральных и химических форм элементов-индикаторов, находящихся в корнеобитаемой зоне почв и почвообразующих пород; 2) величина поверхности контакта корневых систем растений с лито-, гидро- и атмохимическими ореолами рассеяния; 3) наличие и величина антиконцентрационных физиолого-биохимических барьеров против высоких концентраций рудных элементов в питающей среде.

Биогеохимические поиски возможны только по биообъектам, у которых антиконцентрационные барьеры либо отсутствуют, либо имеют высокие предельные уровни, существенно превышающие местный биогеохимический фон. В конкретных природных условиях выявляется относительно большое количество массивных биологических объектов, в которых содержание большинства элементов-индикаторов не превышает их минимально аномальных значений. По наличию и величине антиконцентрационных барьеров выделяют четыре группы биообъектов (рис. 6): 1) безбарьерные; 2) практически безбарьерные, с предельными концентрациями, превышающими фоновые содержания в 30-300 раз; 3) близфонобарьерные, с предельными концентрациями, превышающими местный фон приблизительно в 10 раз, и 4) фонобарьерные, с предельными концентрациями элементов-индикаторов, равными или близкими к фону, не превышающими их минимально аномальных содержаний для соответствующих видов и частей растений.

Рис. 6. Нормированные концентрационное кривые, соответствующие основным группам биообъектов.
Группы биообъектов:
1 - неограниченной аккумуляции, безбарьерный (количественно-информативный);
2 - практически безбарьерный, высокоинформативный;
3 - близфонобарьерный, малоинформативный;
4 - фонобарьерный, пассивный к высоким концентрациям в питающей среде (неинформативный).
Пунктиром показаны приближенные границы между концентрационными кривыми различных типов.

Использование первых двух групп биообъектов, дающих соответственно количественную и приближенно-количественную информацию об элементах-индикаторах на горизонте питания растений, обеспечивает наиболее эффективное ведение биогеохимических поисков. Использование биообъектов третьей группы позволяет получить лишь качественную информацию, искаженную антиконцентрационными барьерами, которая, как правило, не может интерпретироваться количественно. Использование фонобарьерных биообъектов не дает никакой поисковой информации, и проведение биогеохимических поисков с их опробованием лишено смысла.

Согласно статистическим данным по 20 элементам-индикаторам, относительное количество фонобарьерных видов и частей растений, неинформативных в поисковом отношении, равно приблизительно половине (47 %) изученных наземных биообъектов растений, число которых дли различных элементов-индикаторов изменяется от 50 до 250. Для некоторых элементов (Cu, Pb, Ag, Cd, W, Be, Li, Cs, и Ba) относительное количество таких неинформативных видов и частей растений близко к половине или превышает 50 %, а для U, F, Mn и Fe превышает 80 % изученных биообъектов. Элементами-индикаторами, наиболее благоприятными для использования при поисках, так как они имеют наименьшее (30 %) относительное количество неинформативных видов и частей растений, являются Zn, Mo, Au, Bi, Rb и As.

В связи с преобладанием барьерного типа в накоплении практически всех элементов-индикаторов месторождений полезных ископаемых при поисках следует использовать небольшое число наиболее информативных безбарьерных и практически безбарьерных частей широко распространенных растений. Биогеохимические поиски по таким биологическим объектам рекомендуются для практическoгo использования в объемах, определяемых результатами районирования территорий по применимости различных геохимических методов.

Опыт группирования 50-500 биообъектов Сибири показал, что многие из них являются безбарьерными или практически безбарьерными, т.е. количественно информативными, одновременно на большое число элементов-индикаторов. Такими биообъектами, например, являются корни древесных, кустарниковых и травянистых растений, низшие растения - мхи и лишайники и внешние слои коры (корка) в нижних, удобных для опробования частях стволов древесных растений. Анализ информации о количественных барьерных характеристиках надземных частей различных видов растений позволил выделить биообъекты, наиболее эффективные для использования при поисковых работах в Сибири (см. прил. 13). Таблицы поисковых характеристик биообъектов, благоприятных для использования при биогеохимических поисках, аналогичные приведенной в прил. 13, должны составляться для новых районов поисков по данным специальных опытно-методических работ с учетом степени и стабильности безбарьерности каждого биообъекта, а также глубинности поисковой информации, получаемой при его опробовании. В прил. 13, составленном с учетом этих требований, первый и второй биообъекты (корка березы и нижние части стеблей рододендрона) помещены в начале таблицы в связи с тем, что в южных районах Сибири, закрытых эоловыми и эолово-делювиальными образованиями, они обеспечивают максимальную глубинность выявления месторождений порядка 20-40 м, в то время как для третьего биообъекта - шишек сосны - максимальная глубинность получается равной 10-20 м, а для большинства травянистых растений лесных ландшафтов 8-15 м, хотя среди последних и есть редкие виды, обеспечивающие глубинность опоискования территорий порядка 15-30 м (например, клевер луговой).

Большое значение имеют формы нахождения элементов-индикаторов, контактирующих с корнями растений при формировании биогеохимических ореолов рудных месторождений и одни формы обусловливают отсутствие или ослабление биогеохимических ореолов (из-за недоступности растениям элементов-индикаторов, входящих в некоторые труднорастворимые и устойчивые минералы), другие, наоборот, способствуют образованию более контрастных биогеохимических ореолов (в связи с интенсивным накоплением в растениях элементов-индикаторов). По имеющимся данным, растениям обычно недоступны прочно связанные формы элементов-индикаторов, находящиеся в относительно крупных (>0,03-0,1 мм) кристаллах, зернах или прочных агрегатах, труднорастворимых в кислотах минералов.

Интенсивность и эффективные размеры биогеохимического ореола зависят также от мощности аллохтонного или склонового рыхлого покрова, глубины зоны полного или значительного выщелачивания литохимических ореолов и глубины проникновения корневых систем изучаемых растений. С увеличением мощности покровных образований зависимость химического состава растений от состава руд и их лито-, гидро- и атмохимических ореолов ослабевает. Глубинность биогеохимических поисков в конкретных геологических и ландшафтных условиях ведения поисковых работ имеет определенную величину, которую необходимо предварительно установить в ходе опытно-методических работ. Для обеспечения максимальной глубинности биогеохимических поисков предпочтительно опробование многолетних древесных, кустарниковых и травянистых растений, имеющих глубокопроникающие корневые системы (см. прил. 12). Минимальная глубина корневых систем таких растений увеличивается с повышением аридности климата; так, в зоне многолетней мерзлоты она равна 0,5-2 м, в зоне умеренного климата 3-10 м, а в зоне аридного климата достигает 5-20 и даже 30-70 м.

Ореолы рассеяния в торфах обусловливаются первичным накоплением элементов-индикаторов в растениях-торфообразователях, а также вторичным сорбционным накоплением их в отмерших растениях и в торфе за счет диффузии и капиллярного подъема почвенных растворов и грунтовых вод или прямого влияния гидрохимических ореолов рассеяния рудных месторождений. В некоторой степени сходна природа биогеохимических ореолов в растительной подстилке, т. е. в слое растительных остатков, образующемся под пологом живых растений, а также в гумусовом горизонте почв. В результате вторичного обогащения элементами из водных растворов ореолы рассеяния некоторых элементов-индикаторов в торфе и растительной подстилке имеют бо́льшую контрастность, чем в живых растениях или почве. Следует, однако, иметь в виду, что во многих случаях пробы растительной подстилки намного разнороднее, чем пробы живых растений, из-за многообразия исходных видов растений, различной степени разложения растительных остатков и выщелачивания из них элементов-индикаторов, переменного количества неорганического материала и существенного влияния других трудноконтролируемых факторов. Это иногда обусловливает невозможность обеспечить необходимую стандартизацию отбора проб растительной подстилки и усложняет интерпретацию полученных результатов.

Кроме того, при изучении биогеохимических ореолов в торфах и растительной подстилке следует помнить, что основные растения-торфообразователи - это мхи и лишайники, являющиеся безбарьернымн по отношению к большому комплексу рудных элементов. Растительная же подстилка состоит преимущественно из листьев и хвои деревьев и кустарников и надземных частей трав, которые являются обычно неинформативными или малоинформативными биообъектами по отношению к большинству рудных элементов. Лишь для ограниченного числа элементов-индикаторов, например золота, свинца и цинка, эти биообъекты являются безбарьерными или практически безбарьернымн. Исходя из этих данных, торф и его живой мохово-лишайниковый покров можно считать высокоинформативными на большой комплекс элементов-индикаторов в отличие от растительной подстилки, информативной лишь на ограниченное число элементов.

Сравнительно сложные в отношении интерпретации получаемых данных биогеохимические поиски следует проводить только в таких условиях, когда они имеют существенно бо́льшую геологическую и экономическую эффективность, чем литохимические поиски.

Назад: Гидрохимические методы поисков
Вперед: Атмохимические методы поисков

Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений (1983): Оглавление








Энциклопедия
Найти

Голос Севастополя

Сайт Сделано у нас

Благотворительный фонд АдВита. Сбор пожертвований на лечение онкологических больных

Элементы       Все о Геологии

Перископ ГК Теллур
РМО Бродячая Камера