Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

М.И. Шаминова

Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Учебное пособие

 

 

Томск 2015

УДК

ББК

У-

 

Шаминова М.И. Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Учебное пособие. Томск: ЦНТИ, 2015. 150с.

 

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы поисково-разведочных работ, методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Охарактеризованы поисковые геологические предпосылки и признаки для прогнозирования перспектив, а также закономерности размещения промышленных месторождения полезных ископаемых. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки: 020700 – Геология («бакалавр»), а также для широкого круга геологов.

 

Рецензент: доктор геолого-минералогических наук, профессор Поцелуев А.А.

 

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией геолого-географического факультета Томского государственного университета.

 

 

©М.И.Шаминова, ТГУ, 2015

Предисловие

Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых – важнейший этап подготовки горно-добывающего производства. Экономика предъявляет определённые требования к результатам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Это обеспечивается при условии, что работы будут научно обоснованными с учетом общих закономерностей образования и размещения промышленных месторождений в земной коре. Для целей и прогнозирования поисков используются систематики месторождений на формационной, геолого-промышленной и морфоструктурной основах.

Задача поисков найти промышленные месторождения полезного ископаемого, для этого необходимо:

1) знать закономерности, контролирующие размещение месторождений в земной коре;

2) изучить поисковые признаки месторождений в различных условиях;

3) разработать комплекс эффективных поисковых методов, знать условия применения их в соответствии с поисковыми признаками и особенностями природных условий района;

4) дать оценку промышленных перспектив месторождения по данным поисковых работ.

Для выбора рациональных способов вскрытия и систем разработки месторождения, а также успешной его эксплуатации, необходимо иметь о месторождении ряд конкретных сведений геологического, горно-технического, технологического и экономического характера, а именно:

1) Форму и размеры залежей полезного ископаемого;

2) Элементы залегания и глубину залегания рудных тел;

3) Внутреннее строение рудных тел;

4) Вещественный состав рудных тел, качество руд;

5) Состав боковых пород и их горно-технические особенности;

6) Гидрогеологические особенности месторождения;

7) Горно-технические условия вскрытия и отработки месторождения.

Задача разведки интерполяция и экстраполяция частных данных на всем месторождении в целом. Разведка должна выявить закономерности изменчивости строения месторождения, состава и свойств полезного ископаемого, вмещающих пород, достоверность прогноза зависит от числа точек наблюдений и их пространственного размещения, при недостаточном числе точек наблюдений (обнажений) планируется проходка буровых скважин, горных выработок (канавы, шурфы). При этом большое значение имеет выбор место выработок, последовательность проходки, разведочная сеть выработок. Достоверность и эффективность разведочных работ будут тем выше, чем более они соответствуют природе изменчивости месторождения.

Заключение по месторождению проводится с обязательным использованием данных геологических съемок, геофизических и геохимических методов разведки. Весь этот комплекс работ составляет единую разведочную систему.

Основные понятия

Полезные ископаемые – это природные вещества земной коры, пригодные при существующем уровне техники и технологии для использования в народном хозяйстве.

Минеральное сырье – добытое полезное ископаемое.

По агрегатному состоянию полезные ископаемые делятся на: твердые, жидкие и газообразные.

Твердые полезные ископаемые разделяются на: рудные, нерудные и горючие.

Рудные полезные ископаемые содержат минералы или минеральные соединения, которые служат источником получения различных химических соединений или элементов (металлических, химических, агрономических).

Нерудными называются полезные ископаемые, продуктами переработки которых являются агрегаты минералов или кристаллы (абразивы, диэлектрики, драгоценные и поделочные камни, пьезо- и оптические минералы), а также горные породы, используемые промышленностью без существенной переработки (флюсы, огнеупоры, строительные и керамические материалы).

Твердые горючие полезные ископаемые: угли, горючие сланцы, асфальтиды и озокериты.

Жидкие и газообразные полезные ископаемые подразделяются на: горючие (нефть, горючие газы); пресные, минеральные, соленые и нефтяные воды; инертные газы.

Задачи и принципы разведки

Разведка – это комплекс геологических исследований, проводимых для определения геолого-промышленных параметров, выявления их пространственной изменчивости с целью промышленной оценки месторождения и получения материалов для проектирования и строительства горнодобывающего предприятия и планирования добычных работ.

Несмотря на различие решаемых задач на стадиях: оценочные работы (предварительная разведка), разведка месторождения (детальная разведка), эксплуатационная разведка, исследования выполняются по единым принципам и отличаются в основном детальностью, в первую очередь плотностью разведочной сети.

В процессе работы изучаются: пространственное положение, условия залегания и морфология тел полезных ископаемых, качество и технологические свойства руд, попутные полезные ископаемые, гидрогеологические и инженерно-геологические условия эксплуатации, местные стройматериалы и возможности их использования для промышленного и гражданского строительства. Оценивается транспортно-энергетическая инфраструктура района и возможности ее использования при строительстве и работе горнодобывающего предприятия.

Любая разведка включает в себя:

– вскрытие и пересечение тел полезных ископаемых разведочными выработками (скважинами и горными выработками);

– измерение параметров оруденения (мощности залежей, качества полезного ископаемого) в разведочных выработках, опробование, геофизические исследования и прогноз значений геолого-промышленных параметров между выработками;

– изучение инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических условий;

– создание прогнозной модели месторождения с изображением ее на планах, разрезах и проекциях и на этой основе определение границ (оконтуривание и геометризация) тел полезных ископаемых и их свойств;

– определение (подсчет) количества и качества запасов полезных ископаемых и степени их изученности;

– определение экономической эффективности разработки месторождения в целом, а также его участков, блоков и т.п.

Принципы разведки. Методологическую основу разведки месторождений составляют положения, сформулированные в виде принципов, которыми следует руководствоваться при решении наиболее общих разведочных задач.

Принцип полноты исследований включает в себя:

1) требование изучения и оконтуривания всего месторождения (для крупных месторождений – участков, соответствующих отработке одним горнодобывающим предприятием, например, шахтное поле);

Полное и всестороннее изучение качества основного и попутных полезных ископаемых и всех необходимых геолого-промышленных параметров. Данный принцип не преследует всеобъемлющего познания месторождения. Степень изученности должна соответствовать народнохозяйственной целесообразности и уровню экономического риска.

Принцип последовательных приближений состоит в последовательном наращивании знаний о месторождении, поскольку исследования ведутся от общего к частному, и выражается в стадийности ГРР, а также в последовательном развитии разведочных работ от верхних и центральных частей месторождения к нижним горизонтам и флангам. По завершении каждой стадии производится геолого-экономическая оценка объектов, позволяющая своевременно отбраковать неперспективные и снизить экономический риск неподтверждения запасов.

Принцип равной достоверности предусматривает: 1) равномерную сеть горных выработок и скважин для участков (блоков), находящихся на одной стадии изучения; 2) равномерную сеть опробования; 3) применение на разных участках месторождения технических средств, дающих соизмеримые результаты; 4) применение равноточных методик исследования вещества.

Принцип минимальных затрат предусматривает предельно возможную экономию финансовых, материальных и трудовых затрат, а также затрат времени при решении разведочных задач.

Принцип аналогии выражается в переносе методики, системы и способов разведки с известных объектов на недостаточно изученные. Это позволяет осуществлять типизацию методики разведки в пределах отдельных геолого-промышленных типов и групп сложности месторождений. Принято различать межобъектную и внутриобъектную аналогию. В первом случае методика разведки с хорошо изученного объекта переносится на менее изученный; во втором – методические приемы и данные, полученные по хорошо изученных частям месторождения, переносятся на менее изученные части этого же месторождения. Эти методические приемы характеризуются погрешностями аналогии, которая для второго случае, естественно, меньше.

Указанные принципы находятся в диалектическом единстве и противоположности. Ни одному из принципов нельзя отдавать абсолютного предпочтения. Правильное решение задач заключается в получении необходимой и достаточной полноты и достоверности знаний об объекте при минимуме затрат.

Стадия 2. Поисковые работы

Стадия 3. Оценочные работы

Поисковые признаки

Поисковые признаки – геологические тела или присущие им свойства, указывающие на наличие или возможность выявления месторождений полезных ископаемых в определенном месте.

Подразделяются на: прямые и косвенные.

Прямые поисковые признаки – непосредственно указывают на наличие полезного ископаемого.

Косвенные поисковые признаки – косвенно свидетельствуют о возможности присутствия оруденения.

Прямые поисковые признаки подразделяются на:

– Выходы полезных ископаемых на поверхность или обнаруженные в горных выработках (скважинах).

– Ореолы и потоки рассеяния рудного вещества.

– Первичные ореолы рассеяния

– Вторичные ореолы и потоки рассеяния

– Механические:

– крупнообломочные,

– шлиховые,

– тонкодиспергированные (глинистые);

– Солевые

– Смешанные (литогеохимические)

– Водные (гидрохимические)

– Газовые (атмохимические)

– Биогеохимические

– Некоторые геофизические аномалии.

– Следы старых разработок, исторические (архивные) данные о горном промысле.

Выходы полезных ископаемых на поверхность или обнаруженные в горных выработках (скважинах) – это наиболее достоверный поисковый признак.

Выявление полезного ископаемого в обнажении или вскрытие его с помощью горных выработок (скважин) – важнейшая поисковая задача. В результате этого появляется возможность выявить минеральный состав, химические, технические и др. свойства полезного ископаемого, определить условия залегания и локализации орудененения, оценить потенциальные размеры скопления полезного ископаемого и др.

Необходимо иметь в виду, что в зоне гипергенеза свойства (вещественный состав, мощность и условия залегания) залежей полезных ископаемых могут существенно отличаться от их строения на глубине. В первую очередь это относится к изменениям полезных ископаемых, сложенных неустойчивыми в зоне окисления минералами (месторождения сульфидных руд, солей, каменного угля и др.).

Ореолы рассеяния – это зоны повышенных концентраций (относительно фоновых) минералов или элементов вокруг залежей полезных ископаемых. Они имеют большие размеры, по сравнению с рудными телами, поэтому их проще обнаружить. На изучении ореолов рассеяния основаны визуальные, шлиховой и геохимические методы поисков. По происхождению ореолы рассеяния подразделяются на первичные и вторичные.

Первичные ореолы рассеяния размещаются в коренных породах. Формируются в процессе образования месторождения (или при его метаморфизме) вследствие диффузии и инфильтрации элементов.

Состав, форма, размеры ореолов зависят от:

-  состава рудообразующих флюидов и геохимических особенностей (миграционной способности) слагающих их элементов;

-  формы, состава и условий залегания рудных тел;

-  физико-химических особенностей и условий залегания вмещающих пород.

Зональность первичных ореолов рассеяния. Первичные ореолы рассеяния имеют зональное строение, обусловленное геохимическими особенностями элементов.

Выделяют ореолы подрудные, околорудные и надрудные.

В пределах отдельных генетических типов элементы-индикаторы образуют достаточно устойчивые ряды зональности.

Обобщенный ряд зональности сульфидных гидротермальных месторождений по С.В. Григоряну (от подрудных к надрудным):

W – Be – Sn – U – Mo – Co – Ni – Bi – Cu – Au – Zn – Pb – Ag – Cd – Hg – As – Sb – Ba – I.

Геолого-структурные условия (трещиноватость, разломы) могут существенно повлиять на форму и положение ореола относительно рудных тел.

Рис. 1. Схема строения первичного ореола рассеяния

Вторичные ореолы и потоки рассеяния. Формируются в результате разрушения месторождений и первичных ореолов. Образуются в почвах и рыхлых отложениях; растительности; поверхностных и грунтовых водах; приповерхностном и почвенном воздухе.

Различают ореолы и потоки вторичного рассеяния. Ореолы более или равномерной каймой окружают рудные тела. Потоки имеют вытянутую форму, обусловленную течением водного потока.

Группировка вторичных ореолов и потоков рассеяния. В зависимости от фазового состояния продуктов разрушения подразделяются на механические, солевые, смешанные (литогеохимические), водные (гидрохимические), газовые (атмохимические), биогеохимические.

Механические ореолы рассеяния. Образуются при физическом разрушении химически устойчивых полезных ископаемых.

Подразделяются на: крупнообломочные (см – дес. см); шлиховые (доли мм – первые мм); тонкодиспергированные (глинистые) (сотые – тыс. доли мм).

Они могут находиться в элювиальных, коллювиальных, делювиальных, пролювиальных, аллювиальных, гляциальных отложениях. Размер и окатанность обломков в них обусловлены физико-механическими свойствами полезного ископаемого, вмещающих пород и дальностью переноса. Конфигурация ореолов определяется формой выхода рудного тела, крутизной склона, характером рельефа.

Солевые ореолы и потоки рассеяния. Образуются в результате разложения, растворения, переноса и переотложения рудного вещества в виде элементов или солей.

Выпадение солей происходит вследствие:

а) изменения pH и Eh среды;

б) пересыщения растворов при испарении;

в) обменных реакций с окружающей средой;

г) сорбции.

Большую роль играет климат. В условиях гумидного климата образуются погребенные ореолы; в условиях аридного климата – открытые ореолы, в средних широтах – полузакрытые (неглубокие).

Смешанные (литогеохимические) ореолы и потоки рассеяния. Чисто солевые и механические ореолы встречаются редко. Чаще образуются смешанные ореолы, называемые литогеохимическими.

Большинство элементов-индикаторов оруденения концентрируется в мелких фракциях. Повышенные концентрации компонентов в крупных фракциях наблюдаются лишь близ залежей полезных.

Водные (гидрохимические) ореолы. Образуются за счет растворения и выноса химических элементов и их соединений из рудных тел подземными и поверхностными водами.

Для их формирования важное значение имеет: наличие растворимых минералов в рудных телах;  интенсивность водной миграции; благоприятные литолого-структурные обстановки; обеспечивающие доступ подземных вод к рудным телам; инертность вмещающих пород, препятствующая возникновению геохимических барьеров.          

Содержание элементов в водных ореолах рассеяния рудных месторождений повышается на 1-2 порядка.

На изучении гидрохимических ореолов рассеяния основан гидрохимический метод поисков. Он широко используются при поисках месторождений: солей, сульфидных руд, цветных металлов, бора, урана. Гидрохимические ореолы могут формироваться в надпочвенном льду и снеге за счет ионной миграции через капилляры льда и пленочную воду, обволакивающую кристаллы снега. С глубиной концентрация элементов увеличивается. Скорость аккумуляции составляет 2-3 месяца. Снеговая съемка используется при составлении геолого-экологических карт и экологических исследованиях.

Газовые (атмохимические) ореолы рассеяния. Образуются за счет обогащения почвенного и приповерхностного воздуха паро- и газообразными соединениями, связанными с полезными ископаемыми.

На изучении газовых ореолов рассеяния основан атмохимический метод поисков. Газовые ореолы создают только месторождения, сложенные компонентами, способными создавать газовые эманации. По особенностям формирования подразделяются на три группы:

– ореолы (CH₄, CO₂, SO₂ , Hg, He, тяжелые углеводороды и др.) над залежами нефти и газа;

– ореолы (H₂S, CO₂, SO₂ , Hg и др.) над сульфидными месторождениями Pb, Zn, Cu, Hg, Sb и др.;

– ореолы (Rn, He, Ar и др.), обусловленные распадом радиоактивных элементов в месторождениях U и Ra.

Биогеохимические ореолы рассеяния. Образуются вследствие увеличения концентрации элементов-индикаторов в растениях, произрастающих над залежами полезных ископаемых.

Основные особенности концентрации элементов растениями:

– над месторождениями все растения имеют повышенную концентрацию элементов-индикаторов;

– некоторые виды растений могут селективно концентрировать отдельные элементы;

– отдельные органы растений могут избирательно концентрировать элементы-индикаторы.

Концентрация элементов-индикаторов зависит от глубины распространения корневой системы; возраста растения; сезонной миграции вод по органам растений.

Косвенные поисковые признаки.   Изменение околорудных пород может происходить при процессах образования полезных ископаемых и других разрушениях. При эндогенных процессах наиболее характерными околорудными изменениями горных пород являются скарнирование, грейзенизация, окварцевание, доломитизация, каолинизация др. Такие изменения пород служат очень важными косвенными поисковыми признаками, т.к. проявляются иногда в значительно больших пределах и в больших объемах, чем сами рудные тела.

Скарны и скарновые породы. Они х арактерны для железа, свинца, цинка, меди, вольфрама, молибдена, бериллия, золота, кобальта, мышьяка, бора. Граниты в скарнах указывают на возможное оруденение, с которым связано минеральное соединение железа, свинца, цинка, кобальта.

Процесс грейзенизации сопровождают рудные минеральные образования касситерита, вольфрамита, молибденита, берилла.

Окварцевание пород. Окварцевание приводит к образованию вторичных кварцитов, с которыми связаны неметаллические полезные ископаемые (каолинит, корунд и др.). К кварцитам, образовавшихся за счет пород среднего состава, приурочены скопления меди, свинца, цинка, золота, серебра. Реже с ними бывают связаны оруденения молибдена, висмута, мышьяка, сурьмы.

Каолинизацией сопровождаются средне- и низкотемпературные гидротермальные месторождения полиметаллов, золота, флюорита и др.

Хлоритизации подвергаются породы ультраосновного, среднего, кислого состава при процессах регионального метаморфизма.

Для поисковых целей наибольший интерес представляет хлоритизированные породы, возникающие при гидротермальных процессах. Часто процессы сопровождаются другими изменениями пород. Сочетание хлоритизированных пород с другими изменениями указывает на возможность выявления полезных ископаемых.

Доломитизация пород. В отличие от доломитов осадочного происхождения, залегающих в форме пластов, доломитизация карбонатных пород, вызываемая гидротермальными процессами, развивается лишь на отдельных участках и часто контролируется трещинами. Такие участки пород обычно характеризуются светлой окраской и крупнозернистостью по сравнению с недоломитизированными известняками. Доломитизированные породы являются косвенными поисковыми признаками низкотемператуных, реже среднетемпературных месторождений полиметаллов баритовых и сидеритовых месторождений.

Серпентизация пород. Серпентизация ультраосновных пород может происходить в результате автометаморфизма, в результате динамоморфизма (антигоритовые серпентиниты) и в большей степени носят региональный характер. Однако для поисков полезных ископаемых особенно важны зоны серпентизации, возникающие под действием гидротермальных растворов. Обычно это происходит вдоль зон разломов и сопровождается карбонатизацией и хлоритизацией. Наличие таких зон является важным поисковым признаком месторождений хризолит-асбеста.

Цеолитизация пород. Свидетельствует о проявлении низкотемпературных процессов минералообразования. Она является важным поисковым признаком месторождений исландского шпата и некоторых других полезных ископаемых. Важное поисковое значение имеет окраска пород, связанная с процессами минералообразования. Так, кирпично-красный и желтовато-бурый цвет пород указывает на присутствие железных руд. Зеленовато-белая, желтая и розовая окраска гидротермально измененных пород пироксенита, габбро, диабаза указывает на возможное присутствие здесь месторождений хризолит-асбеста и др. Черные, темно-зеленые или темно-серые участки среди кристаллических известняков могут оказаться магнетит-гематитовыми, хлоритоидными наждаками. Яблочно-зеленые, розовые и желтые тона доломитизированных известняков вблизи контактов их с породами типа диабазов, порфиритов и других являются хорошим поисковым признаком для асбестоносных серпентинитов. В результате процессов приповерхностных изменений и разрушений месторождений также происходят околорудные изменения пород, которые могут быть использованы как поисковые признаки. Прежде всего, следует указать на охревание пород, возникающее при окислении многих сульфидных месторождений. В верхней части таких месторождений возникает железная шляпа, состоящая из различных водных окислов железа, иногда с гематитом, кремнеземом, солями других металлов, а также из некоторого количества первичных, еще не растворившихся минералов. Обохренные породы, возникшие за счет разложения сульфидов, отличаются обычно наличием индикаторных текстур лимонитов значительной пористостью, наличием пустот выщелачивания.

Наземные методы

– Метод геологической съемки

– Поиски, основанные на изучении ореолов и потоков

механического рассеяния

– Обломочно-речной

– Валунно-ледниковый

– Шлиховой

– Геохимические

– Литохимический по первичным ореолам рассеяния

– Литохимический по вторичным ореолам и потокам рассеяния

– Гидрохимический

– Атмохимический

– Биогеохимический

– Геофизические

– Горно-буровые методы

– Экзотические (геокинологический, биолокационный и т.п.)

Дистанционные методы

Подводные методы (с надводных и подводных судов, аквалангистами и т.п.)

Метод геологической съемки. При геологической съемке производится площадное опоискование площади исследования.

В процессе геолого-съемочных работ выявляются:

При проведении поисковых работ геологическая съемка ведется в масштабах 1:200000 – 1:10000. При средне- и крупномасштабных исследованиях другие методы поисков (геолого-минералогические, геофизические, геохимические, дистанционные и др. методы, включая вскрытие горными выработками и скважинами и опробование) обычно подчинены геологической съемке и выполняются в составе единого проекта.

При проведении геологосъемочных работ проводятся специальные поисковые маршруты с пересечением и прослеживанием минерализованных зон, изучением их геолого-структурных условий, вещественного состава и опробованием).

В зависимости от конкретных условий могут проводиться специальные геологические съемки по изучению тектоники, стратиграфии, магматизма, метаморфизма, геоморфологии, вещественного состава залежей полезных ископаемых и рудовмещающих пород.

Поиски, основанные на изучении ореолов и потоковмеханического рассеяния. Обломочно-речной метод поисков является одним из наиболее древних методов поиска. Сущность заключается в выявлении и последовательном прослеживании устойчивых к выветриванию рудных обломков и сопровождающих метасоматитов от места их первой находки в аллювии до коренного источника.

Последующие исследования ведутся путем изучения пролювия и делювия. Картируется ореол механического рассеяния, в «голове» которого или несколько выше по склону производится вскрытие канавами или неглубокими шурфами. Выработки документируются и опробуются.

Проходятся поисковые маршруты поперек движения ледника. Пункты обнаружения рудных обломков фиксируются на карте. В полевом дневнике приводится литолого-петрографическое описание рудных обломков и их спутников.

С учетом формы ореола и геологических особенностей особенностей территории осуществляется вскрытие горными выработками и скважинами предполагаемого рудного тела, которое ожидается в «голове» ореола. Выработки документируются и опробуются.

Метод широко применяется при поисках россыпных месторождений золота, платиноидов, олова, вольфрама, титана, циркония, тантала, ниобия, редкоземельных элементов, алмазов, ювелирных и ювелирно-поделочных камней и некоторых др. полезных ископаемых.

Метод обогащения, используемый при обогащении шлихов, широко используется при поисках коренных месторождений (исследование протолочек коренных пород и руд), при исследовании проб россыпных месторождений на стадии разведки, при шлихо-геохимических исследованиях (разновидность шлихового метода).

Основные операции шлихового метода поисков:

– Выбор сети опробования

– Выбор пунктов опробования

– Отбор проб

– Обогащение проб (получение шлиха)

– Полевая документация опробования

– Анализ шлихов

– Обобщение результатов опробования

– Интерпретация результатов шлихового опробования и геолого-экономическая оценка выявленных объектов

Отложениях. Поэтому отбор проб осуществляют из частей наиболее обогащенных ими: участки замедления течения, завихрения потока, расширения русла, за выступами крутых берегов, ниже крутых поворотов, на участках резкой смены продольного профиля, ниже порогов, перекатов, в головах кос и т.д.

Доводка до «серого» шлиха.

«Серый» шлих подвергается сушке и помещается в бумажную капсулу.

Полевая документация шлихового опробования включает в себя:

·  изображение пунктов отбора проб на карте (составление карты шлихового опробования);

·  описание в полевой книжке (геоморфологическая характеристика, возраст отложений, фация, характер долины, крупность материала, литолого-петрогроафический состав, степень сортировки, окатанность, глинистость, выход шлиха и его состав, присутствие полезных минералов и др.).

·  заполнение журнала шлихового опробования.

Анализ шлихов:

– «Серые» шлихи (концентраты шлюзов) перед исследованием подвергаются фракционированию.

– Отбор средней пробы производится делителем Джонса или способом квартования.

– Магнитная сепарация осуществляется с помощью постоянных

Магнитов; электромагнитная сепарация – с помощью электромагнитов; разделение на легкую и тяжелую фракции – в тяжелых жидкостях (обычно в бромоформе). Каждая фракция может подвергаться рассеву для получения гранулометрических фракций.

– Все фракции обязательно взвешивается.

Рис. 4. Типовая схема лабораторной обработки «серого» шлиха

Диагностика шлиховых минералов и количественный минералогический анализ. Диагностика минералов осуществляется следующими методами: микроскопический, иммерсионный, качественных и пленочных химических реакций, люминесцентный, радиометрический, рентгеноструктурный, термический, количественный спектральный, микрозондовый, определение плотности и др.

Количественный анализ производится путем выделения представительной выборки зерен (обычно 500-1000). В зависимости от задач исследования может производиться анализ шлихов:

– полный (диагностика всех зерен в выборке и их количественная оценка);

– неполный (определение только россыпеобразующих минералов: полезных минералов и минералов-спутников).

На основе пересчетов с учетом массы исходной пробы определяется содержание минерала в г/м³, мг/м³, кар/м³ (реже в масс. или объемн. %).

Статистическая обработка включает в себя расчеты стандартных статистик распределения и связи: среднее, среднеквадратическое отклонение, дисперсия, асимметрия, эксцесс, коэффициент вариации, коэффициент корреляции, уравнение регрессии. Строятся гистограммы и графики распределения содержаний минералов, гранулометрического состава и др.

Графическое обобщение материалов заключается в построении разнообразных карт: выхода тяжелой фракции, точечных, кружковых, ленточных шлиховых карт, карт в изолиниях содержаний. По отдельным водотокам, а также скважинам и горным выработкам строятся графики изменения содержаний минералов, их свойств и др.

Интерпретация результатов шлихового опробования и геолого-экономическая оценка выявленных объектов. Результаты статистических и графических обобщений материалов шлихового опробования должны получить геологическую интерпретацию.

Выявленные шлихоминералогические аномалии должны быть объяснены с точки зрения причинной обусловленности: источники питания, ожидаемый геолого-промышленный тип коренного оруденения, критерии прогнозирования и т.п. Для этого ведется сопоставление материалов геологической съемки и шлихового опробования. Минеральные ассоциации шлихов, включая минералы-спутники, позволяют целенаправленно вести поиски коренных объектов.

Для аномалий определяются прогнозные ресурсы полезного ископаемого с использованием районных или браковочных кондиций. Для перспективных объектов по укрупненным показателям рассчитываются экономические показатели эксплуатации. На основе этих данных осуществляется разбраковка аномалий, выбор наиболее перспективных, принимается решение о направлении (или прекращении) дальнейших исследований.

Эффективность и информативность шлихового метода может быть существенно повышена, если шлих в целом или его отдельные фракции подвергаются химическому анализу (обычно используется приближенно-количественный или атомно-абсорбционный методы).

Протолочно-шлиховой метод – разновидность шлихового метода поисков. Данный метод основан на изучении ореолов рассеяния акцессорных минералов тяжелой фракции коренных горных пород.

В зависимости от целевого назначения и содержания минералов тяжелой фракции отбираются пробы из коренных пород массой 2-3 ÷ 10-15 кг.

Условия применения. Площадные исследования данным методом возможны лишь на участках с хорошей обнаженностью, при небольшой мощности рыхлых отложений, позволяющей осуществлять отбор проб с применением легких выработок (расчистки, закопушки).

Сеть наблюдения определяется масштабом исследования. При средне- и крупномасштабном изучении территории отбор проб обычно осуществляется во время геологосъемочных маршрутов. При детальных исследованиях масштаба 1:100000 и крупнее организуется специальный отбор проб по профилям, которые ориентируются вкрест простирания основных геологических структур.

Сеть отбора проб, как правило, неравномерная: расстояние между маршрутами и профилями в 5-10 раз больше, чем расстояние между пробами. Это обусловлено пространственной анизотропией геологических структур и геохимических полей, заключающейся в том, что изменчивость по простиранию меньше изменчивости вкрест простирания.

Отбор проб и полевая документация. Отбор проб на обнажениях, в горных выработках и скважинах производится методом пунктирной борозды путем отбойки 8-10 сколков размером 2-3 см на одинаковом расстоянии друг от друга. Отобранные кусочки объединяют в одну пробу по каждому интервалу (5-10 м).

Статистическая обработка включает определение фонового и минимально аномального содержания; стандартных статистик распределения и связи элементов: среднее, среднеквадратическое отклонение, дисперсия, асимметрия, эксцесс, коэффициент вариации, коэффициент корреляции, уравнение регрессии.

Графическая обработка:построение графиков изменения содержаний по выработкам, профилям, планов, карт и разрезов в изолиниях содержаний элементов. Строятся моноэлементные и полиэлементные графики, планы и карты в изолиниях содержаний.

Моноэлементные – это графические документы, на которых показано изменение концентрации одного элемента.

Методы аддитивных и мультипликативных полей применяются для повышения надежности оценки полиэлементных аномалий. Для исключения искажающего влияния уровня концентраций отдельных элементов и повышения их информативности перед выполнением сложения (умножения) целесообразно произвести операцию нормирования (деления) содержаний элементов по средним значениям или по среднеквадратическим отклонениям.

Выделяются две ассоциации:

-  Cu, Zn, Pb, Ag, Cd (типоморфная);

-  Cr, Ni, Co

Выявление зональности первичных ореолов. Зональность первичных ореолов устанавливается путем построения графиков показателей геохимической зональности, коэффициентов зональности, коэффициентов корреляции.

Коэффициент зональности (К_з) – отношение сумм содержаний групп элементов-индикаторов, занимающих полярное положение в ряду геохимической зональности.