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

ГЕОХИМИЯ на ПРАКТИКЕ: 1) геохимические поиски


Группа компаний ТЕЛЛУР

Как найти на карте место будущего месторождения? Что делать, когда нет геологических данных - все скрыто поверхностными отложениями и растительностью? Проблему решают геохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния (лабораторная работа для студентов 3-го курса).

Этап 1. Постановка задачи.

Начнем с того, что мы видим на местности, и что мы представляем ПОД местностью:

Местность - это поросшая лесом тайга. Курумы - т.е. старые горы, будто насыпанные из глыб. Болота и луга. Не хватает одного: открытых выходов скал, где горные породы видны в своем естественном залегании. Такая территория называется ЗАКРЫТОЙ, потому что горные породы закрыты слоем почвы, а также - глыб и щебня , оставшихся на месте или перемещенных вниз по склону (соответственно, элювий и коллювий с делювием).

Но мы ВЕРИМ, что где-то под нашими ногами залегают жилы ценных МЕТАЛЛОВ. Например, желтого металла (Au). Например, это может выглядеть так:

Типичная картина - в породах залегает кварцевая жила с сульфидными минералами (галенит PbS, халькопирит CuFeS2 и еще какими-то). И в этой жиле содержится ЗОЛОТО, которое мы хотим добыть. Но, для начала, его нужной найти, а то жил много, а золото есть не везде.

Неплохой в этом случае вариант - жилы выходят на поверхность, но перекрыты почвенным и растительным слоем (задернованы) либо делювием и т.п. (развалами камней). Можно подогнать бульдозер и сделать РАСЧИСТКУ, можно и взрывников позвать (но ВВ - это сложная материя, требуются разрешения, контроли) и сделать КАНАВЫ. Но может так быть, что у жил СЛЕПОЕ залегание, т.е. они на дневную поверхность не выходят и расположены на глубине в массиве горных пород. Тогда, в конце концов, можно поставить буровую установку и пробурить скважину (правда для этого сначала нужно подогнать бульдозер и тех же взрывников - сделать дорогу, пригнать буровую, а скважина может и не попасть в жилу...). Все это требует работы и времени, а главное: подготовка расчисток требует ДЕНЕГ, битьё канав требует ДЕНЕГ, бурение требует ДЕНЕГ, нет, виноват, вот бурение как раз-то требует БОЛЬШИХ ДЕНЕГ.

С учетом всех изложенных аспектов очень хочется решить задачу, не соря "на авось" деньгами по всей территории (тем паче, что результат поисков может быть и разочаровывающий). Нам нужен метод нахождения рудных тел, по возможности, экономичный. И тут на помощь приходят ОРЕОЛЫ РАССЕЯНИЯ химических элементов.

Понятие "ореол рассеяния" предполагает, что химические элементы рассеиваются в пространстве вокруг рудного тела, т.е. оно "загрязняет" горные породы вокруг себя. Это правда лишь отчасти, и вот почему.

Во-первых, "рудное тело" (мы сразу представляем золотую жилу) - это не строго геологическое понятие, как например "массив гранита" (да простят меня петрологи). Если гранит, залегая в окружающих породах, имеет вполне четкие границы, то "рудное тело" - это участок породы, который имеет экономическое значение. Т.е. контуры рудного тела определяются по тому, в каком месте горной породы содержание полезного металла становится экономически неинтересным. Поскольку природа, порождая скопление металла, не руководствуется экономической конъюнктурой, которая будет к тому же иметь место спустя миллионы лет после образования руды, ну и содержания химических элементов в породе меняются более-менее плавно, то участок породы за пределами рудного тела часто не очень принципиально отличается от самой руды, но при этом он будет относиться к околорудному ореолу.  В этом понимании ореол - это геологически единый с рудным телом объем породы, который не считается рудой по чисто экономическим показателям.

С другой стороны, породы, будучи влажными, являются средой для непрерывных химических реакций и движения потоков вещества - диффузии, просачивания растворов и т.п. Вследствие этих процессов какое-то количество химических элементов, первоначально накопившихся в рудном теле, неизбежно рассеется по окружающим породам. В этом отношении ореол - это именно след распространения химических элементов от геологического тела.

И наконец, надо иметь в виду, что часто рудная жила формируется в трещине среди горных пород не как накипь на стенках водопроводной трубы - как вещество постороннее и чуждое по отношению к окружающим стенкам. Наоборот, образование трещинок, т.е. механически ослабленных зон, обеспечивает падение давления (как в открытой бутылке с шипучим напитком), в результате чего растворы, наполняющие поры во вмещающих породах, устремляются к зонам трещиноватости и приносят с собой вещество, из которого возникает рудная жила. В процессе этого "переселения" веществ окружающая порода обедняется некоторыми компонентами, т.к. жила работает наподобие "пылесоса", втягивая в себя подвижные химические вещества, т.е. возникает ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ореол рассеяния, как бы "тень" от бывших прежде содержаний химических элементов, следствие своего рода "дренажа". В то же время, некоторые элементы, устремляясь к новому месту нахождения, наоборот, поднимают свою концентрацию вокруг рудного тела, формируя ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ореол рассеяния, аналогично двум первым примерам.

Все эти три фактора действуют параллельно, обеспечивая один и тот же результат - в непосредственной близости от рудного тела содержания химических элементов в породе являются либо необычно повышенными, либо необычно пониженными, т.е. обозначают положительные и отрицательные ореолы рассеяния. Их формирование неразрывно связано с процессом образования рудного тела, поэтому эти ореолы называют ПЕРВИЧНЫМИ ОРЕОЛАМИ РАССЕЯНИЯ химических элементов.

Эти ореолы очень полезны, но, увы, их можно установить опять-таки только в коренной породе, а с этим у нас серьезные сложности, не забываем! Спасает ситуацию тот факт, что спустя геологически долгий период времени после образования рудного тела, миграция химических элементов может увести их сколь угодно далеко, до тех пор, пока они не встретят ГЕОХИМИЧЕСКИЙ БАРЬЕР, который их остановит. А значит, они накопятся на этом геохимическом барьере и сформируют еще один, новый (и, возможно,  довольно удаленный) ореол рассеяния. Такой ореол называют ВТОРИЧНЫМ ОРЕОЛОМ РАССЕЯНИЯ. Типичными геологическими средами, которые могут задерживать химические элементы, в первую очередь металлы (а именно металлы мы ищем), являются природные сорбенты - глины, гидрооксиды железа, органические вещества. Все эти соединения имеются в ПОЧВАХ. Отсюда следует простая идея: искать руды металлов в слепом залегании и на закрытых территориях удобно по вторичным ореолам рассеяния.

А сама работа заключается в отборе проб почвенного покрова с последующим анализом на содержания интересующих нас химических элементов. Наличие ореола мы обнаружим по факту необычного повышения (положительный ореол) или понижения (отрицательный ореол) содержания того или иного элемента в почве. ГЛАВНЫЙ ВОПРОС: как выявить эти необычные содержания? Где граница, которая разделит "обычные" и "необычные" значения, которые мы получаем из химической лаборатории? Поскольку исходно мы не имеем никаких особых намеков ("все почвы одинаковы на вид"), т.е. не имеем ничего, кроме однородного на вид массива чисел, то можем использовать единственный метод, который служит нахождению чего-то особого в океане одинакового. Этот метод называется МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКОЙ.

Но прежде, чем применить формулы математической статистики для выявления ореолов рассеяния, необходимо специальным образом подготовить исходные числовые данные во избежание ложных открытий и нездоровых сенсаций. Об этом - следующая лекция.





Опубликовать в своем блоге livejournal.com
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