Геолого-минералогические способы поисков

Они используются при изучении ореолов и потоков механического рассеяния рудного вещества и вклю­чают в себя обломочно-речной, валунно-ледниковый и шлиховой методы.

Обломочно-речной метод основан на изучении ал­лювиальных, делювиальных и элювиальных ореолов механического рас­сеяния. Сущность его состоит в обнаружении обломков руды или сопут­ствующих индикаторных пород и минералов, систематическом просле­живании их вплоть до коренных выходов месторождения. Геолог, встре­тивший рудные обломки в аллювиальных отложениях, продвигается вверх по реке и тщательно_ осматривает русловые, долинные и террасо­вые отложения. Места рудных обломков отмечаются на карте и в днев­нике. Указываются размер, окатанность обломков, их минеральный со­став и частота встречаемости. Исследуются основные водотоки и их притоки, пока не появятся признаки близости коренного месторождения. Такими признаками являются увеличение размера и отсутствие окатан-ности обломков, исчезновение рудных обломков выше по течению реки. Далее тщательно изучаются делювиальные и элювиальные отложения склонов. Маршруты располагаются по горизонталям рельефа вкрест вы-тянутости ореола рассеяния. Для выявления контура ореола проходятся горные выработки (расчистки, закопушки, шурфы, канавы). При пологих склонах долин, переходящих в слабо обнаженное водораздельное про­странство, для обнаружения коренного месторождения используют шлиховой и геохимический методы. Обломочно-речной метод применя­ется обычно в комплексе с геологической съемкой.

Валунно-ледниковый метод используется для по­исков месторождений в районах развития ледниковых отложений. Осно­ванием для постановки поисков служит обнаружение обломков руд и индикаторных пород при геологической съемке или других исследова­ниях. Поиски проводятся в несколько этапов. Сначала изучают леднико­вые отложения в местах находок рудных валунов. Анализируют геомор­фологическую обстановку, состав валунного материала, следы движения ледника по коренным породам («бараньи лбы», ледниковые шрамы) и выявляют направление сноса обломочного материала. Затем намечают маршрутные линии, которые располагают поперек направления движе­ния ледника. По этим линиям изучают валунный материал с поверхности, шурфами вскрывают моренные отложения и анализируют их. Все места обнаружения обломков руд и пород-спутников наносят на топографиче­скую карту и определяют контуры ореола рассеяния. Полученные мате­риалы сопоставляют с геологической картой и устанавливают возмож­ное место источника образования рудного веера разноса. Последующие работы, направленные на обнаружение рудных тел, выполняются на ог­раниченной площади, выявленной валунными поисками. Эта задача ре­шается с помощью канав и шурфов (при малой мощности рыхлых отложений) или комплекса геофизических работ с проверкой выявленных аномалий буровыми скважинами или горными работами (при значитель­ной мощности пород ледникового покрова).

Шлиховой метод основан на изучении механических шлиховых ореолов рассеяния. Сущность его заключается в систематиче­ском шлиховом опробовании рыхлых отложений, изучении состава шлихов, прослеживании и оконтуривании ореолов рассеяния и выявле­нии по ним коренных и россыпных месторождений полезных ископае­мых. Достоинствами шлихового метода поисков являются:

возможность установления в рыхлых отложениях ценных минера­лов их особенностей и минеральных парагенезисов коренного источни­ка что позволяет судить о генетическом типе месторождения;

возможность выявления в ореолах рассеяния ценных минералов по минералам-спутникам (алмазов по наличию пиропа, хромшпинели-дов, пикроильменита);

возможность суждения о близости коренного источника по степе­ни окатанности обломков, сохранности различных минералов и морфо­логии ореолов рассеяния;

высокая чувствительность шлихового анализа.

Шлиховая съемка включает в себя следующие операции: выбор места взятия проб, отбор проб, обогащение проб (получение шлиха), изучение шлихов, документацию опробования, обобщение и анализ ре­зультатов опробования.

Место взятия проб определяется геоморфологическими, геологи­ческими факторами и масштабом поисков. Шлиховые пробы обычно отбираются из русловых и долинных отложений в нижних частях круп­ных намывных берегов, на участках замедления или завихрения течения (места расширения русла реки, за выступами крутых берегов, ниже кру­тых поворотов, порогов и перекатов реки). Шлиховые минералы концен­трируются также в верхних по течению и выпуклых частях кос. Благо­приятны для отбора проб отрезки русла реки, где чередуются выходы коренных пород с маломощными участками аллювия, обогащенными шлиховыми минералами. Существенное значение имеет поверхность коренных пород (плотика), на которых залегают аллювиальные отложе­ния. Ребристая поверхность сланцеватых пород и кавернозность извест­няков благоприятны для накопления шлиховых минералов.

Важное значение имеет гранулометрический состав рыхлых от­ложений. Шлиховые минералы содержатся преимущественно в галечни­ках, гравии и несортированных крупнозернистых песках с галькой. Гли­ны или отсортированные пески обеднены шлиховыми минералами и по­этому обычно не опробуются.

Большое значение при выборе мест опробования имеет состояние речной сети. В условиях юной или омоложенной гидросети надежные результаты дает опробование кос, русловых отложений, конусов выноса, подмываемых бортов пойменной и более высоких террас. Пробы отби­раются более или менее равномерно, в соответствии с масштабом поис­ков как по основной реке, так и ее притокам. При исследовании рыхлых отложений зрелой реки опробование кос и русловых отложений не дает надежных результатов. В этих условиях пробы отбираются в более глу­боких долинных отложениях из закопушек и шуфров, пройденных до уровня грунтовых вод. Часть проб отбирается с плотика. При изучении широких долин пробы располагаются по линиям поперек водотоков. Расстояние между линиями должны превышать расстояния между про­бами в 20-50 раз. Учитываются геоморфологические факторы, опреде­ляющие повышенную концентрацию минералов - места расширения долины, резкого выполаживания продольного профиля, выше и ниже впадения крупных притоков.

При шлиховом опробовании речных отложений учитывается ме­теорологическая сезонная обстановка. Наиболее благоприятны для отбо­ра шлиховых проб периоды быстрого спада воды после половодья, не­благоприятны периоды высокого уровня воды, когда большая часть кос и русловых отложений недоступна для опробования.

В равнинных районах, где речная сеть развита слабо, пробы отби­раются из приповерхностных рыхлых отложений (выбросы кор, щебень). В районах развития мощных рыхлых отложений (десятки метров) шли­ховые пробы отбираются из буровых скважин, проходимых до коренных пород. При этом учитываются геологические факторы, прежде всего критерии и признаки оруденения. Изучаются фракции тяжелых минера­лов коренных пород (по протолочкам).

Густота сети шлихового опробования зависит от геологической обстановки, детальности поисков и степени развития гидросети. Число шлиховых проб на 100 км² площади для съемок масштаба 1:200 000 со­ставляет 6-24; 1:100 000 - 25-100; 1:50 000 - 100-500. При детальных шлиховых съемках на 1 км² приходится от 150-250 (масштаб 1:10 000) до 250-500 (масштаб 1:5 000) и более 500 (масштаб 1:2 000).

Детальные шлиховые съемки проводятся на небольших перспек­тивных участках. Опробованию подвергаются аллювиальные отложения водотоков, а также делювий и элювий. Места взятия проб из долинных речных отложений выбираются по тем же признакам, что и при работах мелкого масштаба. Пробы из делювия отбираются по поисковым лини­ям, ориентированным поперек ожидаемого ореола, а из элювия пробы берутся по квадратной сети.

Пробы рыхлых отложений отбираются при помощи лопаты. Для сравнимости результатов объем проб должен быть одинаков (около 0,02 м), что соответствует массе 30-32 кг. При опробовании террасовых отложе­ний пробы отбирают секционно по мощности от каждой литологической разности пород.

Обогащение проб (получение шлиха) при наличии воды произво­дится на месте их отбора. Для этого пробы промывают в воде с помо­щью специального лотка путем растирания материала и его отмучива-ния. Легкие глинистые частицы при этом всплывают и уходят с водой, крупные гальки, не содержащие рудных минералов, выбрасываются. Оставшийся материал обогащается путем осторожного покачивания лотка в воде и встряхивания материала для удаления легких частиц. Проба массой 200-300 г осторожно доводится в ковше до состояния шлиха массой в десятки граммов. Промывка пробы на месте до состоя­ния черного шлиха не рекомендуется (теряются ценные минералы). Шлих просушивают в жестяном совке на слабом огне, пересыпают в бумажный пакет-капсулу и документируют.

Анализ шлихов осуществляется в специальной лаборатории, но первичный просмотр их с помощью лупы производится в поле, а резуль­таты просмотра учитываются при поисках. В шлиховой лаборатории пробу разделяют по крупности зерна. Минералы крупной фракции (0,5 мм) идут на определение, а тонкая фракция - на дополнительное разделение по магнитности, плотности, оптическим свойствам минералов и др. Маг­нитную фракцию шлиха составляют магнетит, титаномагнетит, пирро­тин, платина; электромагнитную - пироксен, амфибол, гранат, турмалин, ильменит, гематит, хромит, вольфрамит, монацит. В тяжелую фракцию выделяются золото, платина, сульфиды, касситерит, шеелит, монацит, циркон, рутил, корунд, апатит, сфен, барит и др. Материалы каждой вы­деленной фракции изучаются под бинокулярной лупой. Для диагностики минералов используются иммерсионные жидкости, микрохимические реакции, люминесцентный рентгеновский и другие методы исследований.

Кроме качественного и количественного состава пробы, шлиховая лаборатория должна отразить в описании наличии сростков минералов, форму кристаллов, степень окатанности зерен и другие признаки мине­ральных форм. Количественная характеристика шлиха может быть вы­ражена в весовых процентах, в количестве зерен на шлих, в условных показателях (много, мало, знаки) или в условных баллах. Количествен­ная шкала должна быть выдержана для всего района. Результаты анали­зов должны поступать в партию оперативно (в течение полевого сезона) и использоваться при поисках.

Все операции шлихового опробования документируются - зано­сятся в журнал опробования. В журнале отражаются: дата и номер про­бы; место взятия пробы и геоморфологическая характеристика его (тер­раса и ее высота, нижняя часть косы и т.д.); характер отложений; объем пробы; результаты визуального просмотра пробы и лабораторного шли­хового анализа.

Обобщенные материалы шлиховой съемки представляются в виде шлиховых карт - точечных, кружковых или ленточных. На точечной карте точками отмечаются места взятия проб, а индексами указываются обнаруженные рудные минералы (рис. 2.1). Такие карты обладают малой информативностью. На кружковых картах у места взятия пробы показы­вается кружок, размеры которого пропорциональны объему пробы (рис. 2.2). Кружки разделяют на сектора, количество и размер которых отражает количество и содержание минералов шлиха. Каждый сектор штрихуется или раскрашивается условным цветом. Такие карты более наглядны, но неудобны для мелкомасштабных карт (кружки перегружают карту).

Рис. 2.1. Точечная шлиховая карта

Ленточные карты наиболее компактны и выразительны (рис. 2.3). На них в местах отбора проб пропорционально количеству обнаружен­ного полезного минерала проводят линии поперек течения реки. Затем боковые части линий соединяют, получая ленты, ширина которых отра­жает изменение содержания полезного компонента по течению реки или по направлению опробования на склонах. Нередко на шлиховые карты наносят также главные поисковые предпосылки и признаки коренного оруденения (возможные рудоносные интрузии и их контактовые зоны, продуктивные горизонты, рудолокализующие структуры, зоны гидро­термально измененных пород, рудные гальки, места находок руды в элювиально-делювиальных отложениях, выходы рудных тел, действую­щие и заброшенные прииски, рудники и др.). К шлиховой карте прикла­дываются геоморфологические карты четвертичных отложений. Если таких карт нет, то на шлиховую карту наносят речные террасы, участки древнего аллювия, ледниковые отложения. При опробовании склонов пин и водоразделов шлиховые карты составляются в изолиниях со­вания полезных минералов. Такие карты дают представление о мор­фологии и масштабе ореолов рассеяния и месте максимальной концен­трации продуктивных минералов.

Рис. 2.3. Ленточная шлиховая карта: 1 - номер и место отбора проб; 2 - золото; 3 - шеелит; 4 - гранат

Материалы шлиховой съемки позволяют обнаружить россыпные и коренные месторождения полезных ископаемых или наметить пер­спективные участки для их поисков. О наличии россыпных месторожде-

ний свидетельствуют: повышенное содержание полезного минерала в рыхлых отложениях, благоприятная геоморфологическая обстановка для его накопления, наличие в районе источников россыпей или предпосы­лок для обнаружения коренных месторождений.

На близость коренного месторождения указывают: повышенное содержание полезного минерала на отдельных участках района при рез­ком уменьшении количества его вверх по склону или течению реки (в верхних частях ореола рассеяния); наличие в шлиховых пробах ассоциа­ций минералов, свойственных коренным объектам района или ожидае­мым геолого-промышленным типам месторождений; уменьшение степе­ни окатанности зерен минералов и наличие в шлихе минералов и мине­ральных сростков, неустойчивых в поверхностных условиях. Эмпириче­ски установлено, что касситерит обнаруживается в аллювии на расстоя­нии первых десятков километров от первоисточника, вольфрамит — 8 км от коренного месторождения, а золото (особенно тонко распыленное) может переноситься в аллювии на несколько сотен километров.

Важнейшим показателем возможности обнаружения коренных месторождений является комплекс геологических и минералого-петрографических критериев и признаков промышленного оруденения (наличие рудоносных магматитов и руд, благоприятные геолого-структурные обстановки, проявления зон гидротермального метамор­физма, геохимические ореолы рассеяния и др.). Минеральные ассоциа­ции шлиха в этом случае позволяют судить о геолого-промышленном и формационном типах ожидаемых месторождений. Так, в шлиховых оре­олах рассеяния месторождений скарновой формации развиты шеелит, гранаты, пироксены, амфиболы, везувиан и сульфиды (вблизи месторо­ждений); наличие в рыхлых отложениях касситерита, танталониобатов, сподумена, турмалина, монацита и лепидолита указывает на пегматито­вый тип оруденения и т.д. Для суждения о типе ожидаемого месторож­дения могут быть исследованы форма кристаллов, типоморфные физи­ческие и химические признаки шлиховых минералов.