ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 4397

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

151 

13. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ

 

13.1. Геохимические методы поисков полезных ископаемых 

 

Для  поисков  месторождений полезных  ископаемых  успешно  применяется 

широкий комплекс геохимических методов: 

литогеохимический, атмогеохимиче-

ский, гидрогеохимический, биогеохимический.

 Наибольшего развития и эффектив-

ности достигли литогеохимические методы поисков по вторичным ореолам и по-
токам  рассеяния,  в  меньшей  степени  –  по  первичным  геохимическим  ореолам 
рассеяния. 

Литогеохимические методы поисков полезных ископаемых.

  Для  изуче-

ния геохимического поля производятся измерения содержаний химического эле-
мента  путем  геохимического  опробования  в  отдельных  точках  наблюдений  или 
непрерывно, вдоль заранее  выбранных  направлений (профилей) или  по  маршру-
там. Опробование – это отбор проб с последующим их анализом или без пробоот-
бора  путем  контактных  или  дистанционных  определений  химического  состава 
природных образований. Исследования геохимического поля с целью поисков ме-
сторождений  полезных  ископаемых  ведутся  методами  геохимических  съемок. 
Геохимические  съемки  делятся  на  рекогносцировочные,  собственно  поисковые, 
детальные, разведочные в пределах рудных полей в масштабе 1:1000. Полученные 
поазатели  о  содержании  химических  элементов  делятся  на  параметрические  и  
непараметрические геохимичее показатели. Геохимическими параметрами следу-
ет именовать величины, имеющие объективный смысл, численные значения кото-
рых уточняются одновременно с увеличением точности исследований, например, 
кларковые или фоновые величины. Численные значения непараметрических пока-
зателей не поддаются строгому определению, величины их произвольно изменя-
ются с увеличением точности иследований или заранее известны. Для анализа ис-
пользуются фракции 1,0 или 0,5мм. 

Первичный ореол воспроизводит контур рудного тела. Граница устанавли-

вается визуально или по данным химических анализов петрогенных элементов 

Вторичные ореолы рассеяния по фазовому состоянию делятся на механи-

ческие, солевые и газовые (Н.И.Сафронов, 1936). 

 В  механическом  ореоле  рассеяния  минеральные  компоненты  присутству-

ют  в  форме  твердых  веществ  -  первичных  или  вторичных  минералов  и  рудных 
обломков. Их рассеяние связано с физической дизентеграцией рудного тела. Они 
представлены  в  элювиально-делювиальных  образованиях,  древних  остаточных 
корах выветривания. С ними связаны месторождения золота, платины, касситери-
та, хромита и других минералов. 

В  солевом  ореоле  рассеяния  минеральные  компоненты  месторождения 

присутствуют  в  форме  растворенных  или  сложно  связанных  с  породами  водно-
растворимых соединений. Образуются  в результате движения, диффузии, капил-
лярного подъема и испарения минерализованных вод, контактирующих с рудны-
ми  породами.  Солевые  ореолы  рассеяния  образуют  месторождения  медноколче-
данных руд, плавикового шпата и других типов рудных месторождений. 

Газовые  ореолы  рассеяния  образуются  под  воздействинм  диффузии  газо-


background image

 

152 

вых компонентов месторождений через поры горных пород к дневной поверхно-
сти. Они характерны для месторождений радиоактивных руд и развиваются неза-
висимо  от  процессов  выветривания,  а  также  ртути.  На  поверхности  они  подвер-
гаются адсорбции и окклюзии. 

Вторичные ореолы в современном элювио-делювии или древней коре вы-

ветривания,  образованные  за  счет  интервалов  рудного  тела  или  его  первичного 
ореола, существовавших в профиле коренных пород до выветривания, именуются 
остаточными ореолами рассеяния. В наложенных ореолах  до развития вторичных 
процессов 

рассеяния 

первичная 

рудная 

минерализация 

отсутствовала 

(А.П.Соловов, 1985). 

По признаку доступности для обнаружения различаются открытые ореолы 

рассеяния – выходящие на дневную поверхность, и закрытые ореолы  – выявляе-
мые на некоторой глубине от поверхности. 

 Верхние  горизонты  суши,  в  которых  протекают  процессы  выветривания, 

ведущие к разрушению и ликвидации ранее образовавшихся местных концентра-
ций химических элементов, называются 

полем рассеяния месторождений полез-

ных

 

ископаемых

.  Литогеохимическую  аномалию  в  рудовмещающих  породах 

называют "

первичным ореолом

" при условии доказанного ее развития вокруг руд-

ного тела или месторождения. Возникающие зоны повышенных содержаний цен-
ных или сопутствующих элементов в окружающих природных образованиях  пу-
тем  гипергенной  миграции  и  прилегающих  к  коренным  залежам  называют 

вто-

ричными ореолами рассеяния месторождений

Атмогеохимические  методы  поисков  месторождений.

  Методика  поис-

ков основана на определении свободного, растворенного и сорбированного газа с 
учетом вокруг месторождений первичного и вторичного  газового ореола. Эти ме-
тоды развиваются в трех направлениях: газовой съемки по подпочвенному возду-
ху, газортутного метода, водно-гелиевой съемки (А.И.Фридман). Методика поис-
ков основана на определении свободного, растворенного и сорбированного газа. 

Высокая  миграционная  способность  газов  определяет  их  фильтрацию  и 

диффузию  далеко  за  пределы  залежей  и  рудных  тел.  По  вертикали  газы  подни- 
маются на сотни метров и более. Объектами исследований служат почвы. Глубо-
кие горизонты земной коры подвергаются глубинной съемке, газовому каротажу 
по буровому раствору, керну, шламу. Обнаруживаются газовые и нефтяные зале-
жи  на  глубине  1–3км.    Для  многих  видов  месторождений  установлены  газы-
индикаторы.  Почвенный  воздух  над  газовыми  и  нефтяными  залежами  обогащен 
СН

4

 и тяжелыми углеводородами. В почвенном воздухе зоны окисления сульфид-

ных месторождений повышено содержание СО

2

, SO

2

, H

2

S, CH

4

 и других газов. В 

тектонических  зонах  на  никелевых  месторождениях  содержится  N

2

,  CH

4

.  По  зо-

нам  глубинных  разломов,  рифтам,  через  вулканы  мигрируют  глубинные  газы  к 
поверхности. Гелиевая съемка может использоваться для прогнозирования земле-
трясений, поэтому над зонами глубинных разломов в почвенном воздухе образу-
ются широкие аномалии ртути.  

Гидрогеохимические  методы  поисков  полезных  ископаемых.

  Объектом 

исследования  служат  поверхностные  и подземные  воды. Существует  подводный 
вариант метода при поисках газа и нефти на шельфе, при поисках руд в районах 
рифтовых зон. Эти методы эффективны при поисках нефти, газа, калийных солей, 


background image

 

153 

металлических ископаемых. Водные ореолы и потоки рассеяния простираются на 
тысячи метров. Созданы полевые лаборатории для выполнения анализов у источ-
ника, колодца, скважины. Гидрогеохимические аномалии зарегистрированы нака-
нуне крупных землетрясений в Средней Азии. Повышается минерализация воды и 
содержание в ней хлора, фтора, натрия и других ионов. 

13.

Биогеохимические  методы  поисков  рудных  месторождений.

  Объек-

том  исследования  являются  отдельные  части  растений:  ветки,  листья,  кора  или 
корни, учитывая неравномерное распределение химических элементов в растени-
ях. Эти методы используются в горных районах, в местах перекрытия коренных 
пород  осадочными  отложениями  небольшой  мощности.  По  концентрации  хими-
ческих  элементов  в  растениях  определяются  ореолы  рассеивания  и  сами  место-
рождения.  В  настоящее  время  хорошо  изучены закономерности  накопления  рас-
тениями  элементов-индикаторов  в  пределах  рудных  биогеохимических  ореолов, 
способы интерпретации аномалий, приемы составления карт. Важным моментом 
в  работе  является  выбор  не  только  вида  растения,  но  и  его  составной  части  как 
индикатора  поиска.  А.Л.Ковалевский  доказал,  что  в  Сибири  наиболее  информа-
тивным показателем является кора хвойных растений. На основе анализа хвои и 
ветвей  открыто  молибденовое  месторождение  в  Канаде.  Однако  биогеохимиче-
ские методы по эффективности и практическому использованию уступают другим 
видам поисков.   

 

13.1.

13.2.  Лабораторные и полевые методы анализа 

Геохимические исследования создают вещественную основу для всех стадий 

геолого-разведочного процесса. Данные прикладной геохимии используются при 
расчленении  и  корреляции  магматических,  метаморфических  и  осадочных  ком-
плексов, при геологическом картографировании, геодинамических реконструкци-
ях, прогнозе,  поисках  и  разведке  месторождений  полезных  ископаемых,  первич-
ных и вторичных ореолов рассеяния.  

Использование  геохимических  методов  важно  при  количественной  оценке 

прогнозных ресурсов и запасов, технологическом изучении различных видов ми-
нерального сырья для комплексного использования и снижения неблагоприятных 
экологических  последствий  промышленного освоения  месторождений.  Геохими-
ческие работы координируются с 1968 г. Составлены требования к результатам и 
качеству геохимических работ. Они выполняются как часть в составе стадий, так 
и самостоятельно, но проводятся в опережающем и сопряженном вариантах. 

Для обработки твердых  проб используются  следующие экспрессные техни-

ческие средства: 

 

дробление породы разрядно-импрессной установкой ПГИ-001; 

 

истирание породы с использованием истирателя ЛДИ-60; 

 

серый шлих получают винтовым сепаратором СВ-150; малый концентраци-
онный стол «Труд»;  

 

магнитные и электромагнитные фракции получают сепаратором типа МП-2, 
СЭМ-1; СМД; 

 

просеивание проводится набором сит; 

 

пробоотбор  производится мотобурами МК-10, М-1; мотосверлом МС-2. 

Формат:

 Список

Формат:

 Список


background image

 

154 

 
 

13.2.

1.  Методы определения химических элементов в лаборатории 

Со времени образования твердой оболочки Земли изменилось распределение 

химических элементов. Характер геохимических явлений не раскрыт полностью, 
так  как  в  лабораторных  условиях  сложно  исследовать  реакции,  протекающие  в 
земной коре в зависимости от периодической смены температуры и давления. 

Подготовка  пробы  к  анализу

.  Образец  отбирается в  средней  части  породы, 

чтобы  не  был  подвержен  выветриванию.  Вес  образца  от  1,5кг  с  тонкозернистой 
текстурой (0–1мм) до 5кг с конгломератной текстурой (зерна более 30мм). Описа-
ние  производится  по цвету,  текстуре,  макро-  и  микроскопических  характеристи-
ках, затем фотографируется. 

Образец  дробят  молотком,  затем  дробилкой и  отбирают весом  40-50г,  про-

пущенные  через  сито  12  меш.  Затем  порошок  истирают  агатовым  пестиком  в 
ступке и просеивают через шелковое сито 100 меш. Сушат два часа при темпера-
туре 100

о

С и сохраняют в стеклянной таре или ее заменителе. 

Основные методы определения элементов представлены в табл. 23. 

Таблица 23 

Основные методы определения элементов 

 

Метод 

Определяемые 

элементы 

Сущность метода 

Чувствительность 

метода 

Эмиссионно-

спектральный 

анализ 

Определяет бо-

лее 70 элемен-

тов 

Основан на интенсивности 

спектральных линий 

0,1–n 10 мг/кг 

Атомно-

адсорбционный 

(ААС) 

Be, Co, Cr, Cd, 

Ni, Mn, Hg, Pb, 

Zn, Ag, Mo

 и др., 

всего 65 эле-

ментов 

метод основан на переводе 

образца в атомный пар и 

измерении степени погло-

щения атомами исследуе-

мого элемента излучения 

стандартного источника 

света 

1–3 мг/л, реже 0,1 

мг/л 

Атомно-

флуоресцент-

ная спектро-

скопия (АФС) 

Ag, As, Au, B, Bi, 

Cl, Cd, Co, Cu, 

Fe, Mn, Mg, Ni, 

Pb, Sb, Sc, Те, W, 

Tl, Zn 

разновидности ААС 

 

Плазменно-

эмиссионная 

спектрометрия 

(ПЭС) 

щелочные ме-

таллы 

Аl, Та

лантаноиды 

Re

Ru

 (всего 24 

элемента) 

-"- 

зависит от мине-

рализации под-

земных вод 

Спектрофото-

метрический 

(СФ) 

Hg, As 

-''- 

0,08–20 мг/л 

Формат:

 Список


background image

 

155 

Метод 

Определяемые 

элементы 

Сущность метода 

Чувствительность 

метода 

Колориметри-

ческий 

Mo, As, Ni, Pb, 

Ag, Ti, Ge, Au, 

Co, P, W, Hg, U, 

Cr, B, Cu, Zn, V, 

метод основан на переводе 

определенного компонента 

в окрашенное соединение и 

установление его концен-

трации по интенсивности 

или оттенку окраски 

вариации чув-

ствительности 

всего метода — 

n— 0,n мкг/л, в 

том числе: 1мкг/л, 

в том числе: 1,0–

0,1 мкг/л; 1,0–0,1  

100–200 мкг/л 

Фотометриче-

ский 

V, P, Mn, Na, К, 

Rb, Cs, Sr 

метод основан на способ-

ности вещества к избира-

тельному поглощению 

энергии световых волн 

органические со-

единения – 0,04–

20 мг/л; неоргани-

ческие – 0,02–10 

мг/л 

Полярографи-

ческий 

определение от-

дельных эле-

ментов

: F, Cu, 

Cd, Se, Sb, Pb, 

Zn, Co, Mo, Mn

Ni 

или несколь-

ких в одной 

пробе: 

Сu 

и 

Zn

Со, Zn, Cd, Та

статочное коли-
чество пестици-

дов 

электрохимический метод 

основан на получении и ин-

терпретации кривых "ток–

напряжение" 

неорганические и 

органические со-

единения 0,05–1 

мг/л, 0,0n –n • 10

-4

 

мкг/л при амаль-

гамной поляро-

графии с накоп-

лением (АПН) 

Люминесцент-

ный (флуоро-
метрический) 

Be, Ga, In, Se, U 

метод основан на наблюде-

нии люминисценции излу-

чения растворов при воз-

буждении УФ -светом 

0,n мкг/л 

Активацион-

ный (нейтрон-

ный) 

As, F, V, Cr, Co, 

Cu, Ni, Mn, Se, 

Sb, Hg, Ti, Zn 

метод основан на изучении 
ядерных реакций – облуче-

ние исследуемого образца 

медленными нейтронами в 

реакторе 

0,0n–0,00n мкг/л 

Хроматогра-
фический: а) 

газовой хрома-

тографии б) 

жидкостной в) 
тонкослойный 

г) ионнообмен-

ный 

Be, F, Cr, As

карбонил, 

Ni, 

CO

2

 

метод основан на разделе-

нии на составляющие ком-

поненты сложных смесей 

0,1–3,0 мг/м

3

 

остаточное ко-

личество пести-

цидов 

 
 

предел обнаруже-

ния для различ-

ных ингредиентов     

существенно ко-

леблется