Проведению поисковых работ атмохимическими методами во всех новых районах должны предшествовать опытно-методические исследования, которые должны дать ответ на следующие вопросы: 1) образуются ли над ожидаемыми телами полезных ископаемых в конкретной геологической и ландшафтно-геохимической обстановке газовые ореолы рассеяния; 2) какие индикаторы образуют аномалии; 3) какой является наиболее целесообразная глубина пробоотбора; 4) каковы значения фоновых и аномальных содержаний, выбранных для поисков индикаторов; 5) являются ли в данных условиях атмохимические поиски более эффективными и дешевыми по сравнению с другими методами поисков.
Изображение результатов анализа и оценка аномалий
Данные, полученные при атмохимических поисках, изображаются в виде графиков, разрезов по скважинам и карт содержаний газовых компонентов. Весь графический материал оформляете; в соответствии с ранее рассмотренными требованиями. Выводы о перспективности выявленных атмохимических аномалий для рудных тел можно делать после проведения глубинного литохимического опробования. При этом скважины должны доходить до коренных горных пород, которые и подвергаются опробованию.
Биогеохимическии метод
Биогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых основаны на исследовании химического состава живого вещества, как правило, состава растений. Между химическим составом живых организмов и составом среды обитания существует бесспорная зависимость, в предельных случаях проявленная сменой их видового состава, усиленным или угнетённым развитием и появлением морфологических особенностей. Современные биогеохимические поиски связаны с химическим анализом вещества, наблюдения над видовым составом и морфологическими особенностями растительности составляют предмет геоботанических исследований.
|
|
В результате исследований неизменно подтверждалось наличие биогеохимических аномалий в химическом составе растений, произрастающих над месторождениями меди, цинка, свинца, урана, молибдена, никеля, бора, золота и других полезных ископаемых. Обычно эти биогеохимические съёмки проводились путем опробования одного или нескольких господствующих видов растений, озоления растительного вещества и спектрального анализа полученной золы.
Для характеристики геологической роли биогенной миграции микроэлементов Б. Б. Полонов предложил величину отношения между содержаниями элемента в золе растения и в почве, на которой оно произрастает. Этот показатель получил название коэффициента биологического поглощения и обозначается Ax:
Аx=С2 / С1,
где C2 — содержание элемента в золе растения, %; С1 — содержание этого элемента в почве.
Условия применения
Основные положения. Применение биогеохимического метода поисков целесообразно в тех случаях, когда он обладает преимуществом перед более простым литохимическим методом поисков по вторичным ореолам рассеяния. Можно считать, что биогеохимический метод является одним из наиболее эффективных методов в следующих ландшафтно-геохимических и климатических зонах:
1) гумидной зоне при замедленной денудации, если широкое развитие получили процессы выщелачивания элементов-индикаторов из элювиально-делювиальных отложений и кор выветривания;
|
|
2) гумидной и умеренно влажной зонах, если вторичные лито-химические ореолы перекрыты дальнеприносимыми отложениями мощностью до 40 м, а в отдельных случаях—до 80 м;
3) пустынь или полупустынь аридной зоны, если вторичные литохимические ореолы или непосредственно рудные зоны перекрыты дальнеприносимыми отложениями мощностью до 20—40 м; 4) заболоченных равнин и торфяников при неглубоком (2— 10 м) залегании потенциально рудовмещающих коренных пород; 5) на участках, покрытых сплошным моховым покровом, где отбор литохимических проб затруднен и связан с большими затратами;
6) на участках, покрытых растительным покровом, и со слепыми литохимическими ореолами рассеяния, верхняя граница которых находится на глубине не менее 1 м от дневной поверхности;
7) на участках, перекрытых крупноглыбовыми куррумовыми осыпями, поросшими деревьями и кустарниками;
8) на болотах (при условии их промерзания и возможности зимнего отбора проб).
В зависимости от поставленной задачи биогеохимические исследования делятся на региональные (1:200000—1:100000); собственно поисковые (1:50000—1:25000) и детальные (1:10000).
Региональные работы. Они способствуют выяснению общей геохимической и биогеохимической характеристики районов', при их проведении возможно обнаружение биогеохимических ореолов части месторождений. Основным же заданием на этом этапе должно быть проведение опытно-методических исследований, обеспечивающих эффективное ведение поисков биогеохимическим методом на последующих этапах.
Собственно поисковые работы Эти исследования должны привести к обнаружению биогеохимических ореолов новых месторождений полезных ископаемых и установлению общих закономерностей. их размещения. При проектировании глубинного геологического картирования с прогнозированием полезных ископаемых биогеохимические поиски должны предшествовать бурению, а их данные — учитываться для определения мест заложения скважин.
|
|
Детальные работы. Основная задача этих исследований выявление и оконтуривание биогеохимических ореолов месторождений, отдельных рудных зон и тел.
Опытные работы
Опытные работы должны проводиться над рудными телами и безрудными участками и включать ботанические и биогеохимические исследования. При ботанических исследованиях определяют основные виды растений, произрастающих в данном районе, и составляют гербарий. С помощью биогеохимических опытных работ решают следующие задачи: 1) определение влияния фенологических фаз развития и возраста на содержание элементов-индикаторов в наиболее распространенных растениях района; 2) установление закономерностей распределения элементов-индикаторов по частям растений; 3) выявление особенностей связи между металлами в растениях; 4) установление у основных растений района физиологических барьеров поглощения элементов-индикаторов; 5) определение растений, наиболее пригодных для опробования; 6) выявление комплекса элементов-индикаторов, определение содержаний которых необходимо проводить в пробах; 7) установление морфологических и биохимических особенностей биогеохимических ореолов в зависимости от состава и размеров рудных тел и вторичных литохимических ореолов, от мощности рыхлых отложений, ландшафтно-геохимических условий; 8) определение в конкретных ландшафтно-геохимических условиях глубинности метода при отборе в пробы основных растений; 9) сопоставление результатов биогеохимических поисков с литохимическими; 10) установление различий в распределении основных элементов-индикаторов в одних и тех же растениях, произрастающих в различных ландшафтно-геохимических условиях.
Отбор и обработка проб
Общие положения. Сеть пробоотбора при проведении биогеохимических исследований, ориентировка профилей и последовательность укрупнения масштаба работ должны соответствовать требованиям, предъявляемым к производству литохимических поисков по вторичным ореолам. Один вид растений должен опробоваться подряд не менее чем на пяти точках по профилю. При опробовании травянистых растений (соотношение между отдельными частями в которых всегда примерно одинаково) в пробу лучше брать всю надземную часть, кроме прикорневых листьев, загрязненных частичками почвы. При опробовании многолетних кустарников и деревьев в пробы всегда следует брать только одну и ту же часть растения (с кустарников и лиственных пород деревьев целесообразно отбирать в пробы листья, а с хвойных — прирост последнего года с хвоей).
Учет биологических барьеров при выборе растений для опробования. В настоящее время очень большое внимание при проведении биогеохимических поисков стало уделяться биологическим барьерам поглощения элементов, а соответственно — “барьерным” и “безбарьерным” растениям. Изучение анализов многих десятков тысяч биогеохимических проб показывает, что физиологический барьер накопления металлов, обычно являющихся индикаторами оруденения, начинает действовать после получения растением такой их “порции”, которая превышает аномальное содержание этих же элементов в растении для данного ландшафта. Однако в связи с этим следует еще раз подчеркнуть, что для каждого растения необходимо определять фоновое и аномальное содержания в каждом геохимическом ландшафте. Поступление повышенных содержаний каких-либо элементов в растениях вызывает нарушение ранее существовавших связей между элементами в организме. В результате этого в растениях накапливается в аномальных концентрациях (повышенных или сниженных) ряд косвенных элементов-индикаторов.
Основные особенности отбора проб..При отборе проб необходимо уделять внимание ботаническим признакам, указывающим на возможное нахождение месторождений полезных ископаемых. Такими признаками могут быть: 1) физиологические и морфологические изменения растений; 2) появление локальных и универсальных растений-индикаторов; 3) смена растительных ассоциаций, не объяснимая с точки зрения измерения экологических условий; 4) существенные отклонения в форме развития растений (раннее или позднее цветение, ранний или поздний опад листьев и т. п.); 5) признаки угнетения или не объяснимое другими причинами отсутствие растительности.
Обработка проб. Отобранные биогеохимические пробы в полевых условиях сушатся и измельчаются. В случае сильного запыления пробы нужно промыть дождевой или чистой речной водой. Ввиду опасности “вымывания” элементов промывание следует проводить как можно быстрее. Затем в лаборатории пробы подвергаются озолению в специальных печах. Полученную золу прокаливают в муфельных печах в течение 4—6 ч при температуре 500—600 °С. В таких условиях в пробах выгорают органические вещества.. Прокаленная зона растирается и передается для проведения спектрального анализа
При необходимости определения в биогеохимических пробах легколетучих элементов (Hg, As, Sb и др.) пробы растворяют в кислоте (предварительно проверенной на отсутствие определяемых в пробах элементов) и анализируют раствор.
Комплекс элементов, подлежащих обязательному определению при региональных биогеохимических исследованиях, аналогичен таковому в изучаемых литохимических пробах, отбираемых при поисках по вторичным ореолам соответствующего масштаба. Элементы, определяемые в биогеохимических пробах при средне- и крупномасштабных поисках, устанавливаются после проведения опытных работ. Схема обработки проб показана на рис. 4 приложения