Геохимия в поисках месторождений полезных ископаемых

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОИСКИ И РАЗВЕДКА месторождений полезных ископаемых (а. geochemical prospecting and exploration; н. geochemische Suchen und Erkundung; ф. prospection et recherches geochimiques; и. prospeccion geoquimica de los depositos minerales) — методы, основанные на исследовании закономерностей распределения химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере; проводятся с целью обнаружения полезных ископаемых. Соответственно характеру вещества различают литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохимические съёмки. К числу геохимических принадлежат также радиометрические методы. Важнейшее значение имеют литохимические и радиометрические методы поисков и разведки рудных месторождений, а также атмохимические (см. Газовая съёмка) методы поисков нефтяных и газовых месторождений.

Среднее содержание химических элементов в горных породах, почвах, природных водах, приземной атмосфере и растениях в удалении от месторождений полезных ископаемых является относительно низким, характеризуя местный геохимический фон (Сф), близкий к цифрам Кларков элементов. В залежах полезных ископаемых содержания соответствующих элементов существенно выше фоновых, в связи с чем вблизи них образуются геохимические аномалии — признаки возможного нахождения месторождений. Эти аномалии связаны с наличием вокруг рудных скоплений первичных ореолов, возникающих в процессе образования месторождений, или вторичных ореолов и потоков рассеяния вещества полезных ископаемых, формирующихся в результате последующей гипергенной миграции химических элементов.

Геохимические ореолы месторождений значительно превышают их размеры и нередко проявляются непосредственно на дневной поверхности, что облегчает их обнаружение в процессе геохимического поиска и разведки. Содержание химических элементов в аномалиях часто незначительно отличается от местного фона, что требует для их обнаружения высокочувствительных методов анализа. Так, например, при поисках месторождений ртути и золота химические анализы горных пород проводятся с чувствительностью 1•10-7%. Аномальными признаются содержания элементов, отличающиеся на 3 среднеквадратические (стандартные) отклонения от уровня геохимического фона. Выявление и оценка геохимических аномалий осуществляется в процессе проведения геохимических съёмок главным образом путём систематического опробования (отбора проб) коренных пород, рыхлых отложений, природных вод, растительности, почвенного или приземного воздуха с последующим определением содержания в пробах химических элементов или их соединений — индикаторов полезных ископаемых. Без пробоотбора ведутся воздушные (аэрогеохимические), автомобильные съёмки и геохимический каротаж скважин с непрерывной автоматической записью, а также пешеходные, шпуровые, глубинные радиометрические и ядернофизические съёмки с замером показаний в точках наблюдений.

Геохимический поиск и разведка эффективно применяются на всех стадиях геологоразведочных работ — от региональных геологических съёмок до стадии детальной и эксплуатационной разведки месторождений. Региональные геохимические съёмки (главным образом литохимические) проводят в слабо изученных горных районах в масштабе 1:200000 по потокам рассеяния путём опробования аллювиальных отложений. Вслед за этим (в более изученных районах минуя работы первой стадии) проводятся литохимические съёмки в масштабе 1:50000 с целью обнаружения месторождений по их вторичным остаточным ореолам рассеяния путём опробования элювиоделювиальных образований. В закрытых рудных районах с чехлом молодых осадков мощностью до 100 м поиски погребённых месторождений ведутся сочетанием литохимических и атмохимических съёмок в масштабах 1:50000 — 1:100000. На выявленных рудоперспективных аномалиях проводятся детальные литохимические (в закрытых районах — глубинные) съёмки в масштабах 1:10000 — 1:25000, по результатам которых задаются горные выработки и скважины с целью вскрытия залежей полезных ископаемых в коренном залегании. На стадиях разведки эндогенных месторождений геохимические поиски слепых рудных тел по их первичным ореолам ведутся путём сплошного литохимического опробования стенок горных выработок и керна поисково-разведочных скважин. Геохимический поиск и разведка месторождений нефти и газа основаны на определении содержания углеводородных газов в почвенном воздухе, в пробах горных пород (газовая съёмка) или в глинистом растворе в процессе бурения (газовый каротаж). В результате работ составляются геохимические карты и графики. Интерпретация выявленных аномалий проводится с учётом имеющихся геологических и геофизических данных с применением ЭВМ. Количество выявляемых геохимических аномалий заведомо превышает число возможных промышленных месторождений и правильность оценки аномалий, что в конечном счёте определяет успех геохимического поиска и разведки.

Теоретической основой геохимического поиска и разведки послужили работы В. И. Вернадского; впервые эти методы получили применение в СССР в начале 30-х гг. (Н. И. Сафронов, В. А. Соколов и др.); за рубежом — в 1947 (Х. Хоукс, США), в 1950 (Дж. Уэбб, Великобритания).

Источник

Геохимические методы поисков полезных ископаемых с помощью
Рентгено-флюоресцентного анализа (РФА)

Геохимические методы – один из наиболее широко используемых способов поисков полезных ископаемых во всем мире. Это объясняется их высокой результативностью и универсальностью в отношении различных геологических обстановок.
Целью геохимических поисков рудных полезных ископаемых является обнаружение выходящих на дневную поверхность, а также скрытых в глубине рудных месторождений. Практически любое полезное ископаемое сопровождается ореолами основного элемента и элементов- спутников в различных природных средах и может быть обнаружено геохимическими методами поисков. Ученые установили, что вокруг рудных месторождений горных породах рассеяно рудное вещество, вызванное разрушением рудного тела атмосферными осадками, выветриванием, глубинными процессами. Количество этого рудного вещества уменьшается по мере удаления от месторождения.

Такое распределение рудного вещества вокруг месторождения называется ореолом рассеяния. В качестве поисковых геохимических признаков и используются эти ореолы рассеяния, образующие геохимические аномалии рудных элементов. В результате таких работ выделяются перспективные объекты, определяется их состав и рудная принадлежность, оцениваются прогнозные ресурсы полезных ископаемых.

Преимуществом геохимического метода является то, что он может фиксировать как очень низкие содержания элементов — на уровне нескольких мг/кг, так и очень большие — вплоть до 100 % в широком диапазоне элементов от бериллия до урана (от Be до U). Геохимический метод поиска результативен даже в тех случаях, когда кажется, что найти месторождение невозможно, когда на глаз и даже в микроскоп рудные частицы не видны.
Например, безводные равнины Казахстана, где на поверхности нет никаких признаков руды. Тогда геологи по специальной методике проходят по этой безводной пустыне параллельными маршрутами и берут через каждые 50, 100 или 200 м куски пород.

Набирают образцов очень много и затем делают их химический анализ. Состав образцов при современных технологиечских возможностях можно определять быстрым и точным методом РФА (рентгено-флюоресцентный анализ) непосредственно на месте взятия образца (портативный спектромтр ElvaxProspector), или в лаборатории из порошковой пробы образца (спектрометры Elvax, ElvaxMobile, ElvaxIndustrial), для чего исследуемый образец растирают в порошок, получая таким образом порошковую пробу, которую помещают в спектрометр и в течение нескольких минут получают спектрограмму процентного содержания химических элементов.

В зависимости от интенсивности того или иного элемента определяют, какие химические элементы и в каком количестве находятся в исследуемой пробе. Так узнают, в каком месте в породах содержится больше металлов.
Допустим, с помощью анализов удалось установить, что в породах всюду содержится 0,001% металла, а на одном каком-то участке его 0,002%. Естественно, руду нужно искать на участке с повышенным содержанием металла.

Рентгено-флюоресцентный анализ (РФА) — один из современных спектроскопических методов исследования вещества с целью получения его элементного состава.

Источник

Настоящий стандарт
устанавливает термины и определения понятий в области прикладной геохимии и
практике геохимических съемок, поисков и разведки месторождений твердых
полезных ископаемых.

Термины, установленные
настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и
литературы, входящих в сферу работ по стандартизации или использующих
результаты этих работ.

2. Для каждого понятия установлен один стандартизованный
термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина не
допускается.

2.1. Для отдельных стандартизованных терминов в табл. 1 приведены в
качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях,
исключающих возможность их различного толкования.

2.2. Приведенные определения можно при необходимости изменять,
вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них
терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения
не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем
стандарте.

2.3. В случаях, когда в термине содержатся все необходимые и
достаточные признаки понятия, определение не приведено и в графе «Определение»
поставлен прочерк.

4. Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, а
их краткая форма – светлым.

Термин	Определение

1. Геохимический показатель	Содержание химического элемента или другая аналитическая установленная или рассчитанная величина, используемая при геохимических работах для количественной или качественной геохимической характеристики изучаемых геологических объектов
2. Геохимический фон	Среднее модальное значение геохимического показателя (показателей) и статистически допустимый интервал его изменения, свойственные изучаемому геологическому пространству (геологическому объекту)
3. Аномальное значение геохимического показателя	Значение геохимического показателя, на заданном доверительном уровне отличающееся от соответствующего значения геохимического фона
4. Геохимическая аномалия	Часть геологического пространства (геологического объекта), которой свойственны аномальные значения геохимического показателя. Примечание. В зависимости от природной среды и методов выявления различают аномалии атмогеохимические, биогеохимические, гидрогеохимические, литогеохимические, радиогеохимические, геоэлектрохимические, шлихо-геохимические и др.
5. Комплексная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, выявленная различными геохимическими методами поисков
6. Положительная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, характеризующаяся значениями геохимических показателей, превышающими геохимический фон
7. Отрицательная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, характеризующаяся значениями геохимических показателей меньшими, чем геохимический фон
8. Моноэлементная геохимическая аномалия	–
9. Полиэлементная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия нескольких химических элементов, значение содержания каждого из которых – аномальное
10. Аддитивная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, выделенная по сумме содержаний химических элементов
11. Мультипликаторная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, выделенная по произведению содержаний химических элементов
12. Техногенная геохимическая аномалия	Геохимическая аномалия, сформировавшаяся в результате различных видов деятельности человека
13. Геохимия ландшафта	Раздел геохимии, изучающий законы миграции химических элементов в ландшафте
14. Геохимический барьер	Участок природной среды, в котором на коротком расстоянии происходит резкое изменение условий миграции химических элементов и как следствие – их концентрация. Примечание. На геохимическом барьере формируются ландшафтные геохимические аномалии, которые генетически и пространственно могут быть не связаны с полезным ископаемым
15. Геохимический ореол	Геохимическая аномалия, генетически связанная с геологическими процессами формирования и преобразования полезного ископаемого. Примечание. В зависимости от природной среды (коренные горные породы, рыхлые отложения почвы, природные воды, биота, атмосфера) различают литогеохимические, гидрогеохимические, биогеохимические, атмогеохимические ореолы
16. Первичный геохимический ореол	Геохимический ореол, сформировавшийся одновременно и в результате тех же геологических процессов, что и полезное ископаемое
17. Вторичный геохимический ореол	Геохимический ореол, сформировавшийся в результате эпигенетических преобразований полезного ископаемого и его первичного геохимического ореола
18. Геохимический поток рассеяния Поток рассеяния	Вторичный геохимический ореол, сформировавшийся на путях поверхностного или подземного стока продуктов разрушения полезного ископаемого и его геохимических ореолов
19. Наложенный литогеохимический ореол Наложенный ореол	Вторичный литогеохимический ореол, локализующийся в горных породах, первоначально на затронутых процессами формирования данного полезного ископаемого, в основном – в перекрывающих. Примечание. Образуется за счет миграции химических элементов-индикаторов данного полезного ископаемого в газовой и жидкой фазе
20. Остаточный геохимический ореол Остаточный ореол	Вторичный литогеохимический ореол, сформировавшийся в контурах полезного ископаемого и его первичного геохимического ореола. Примечание. Локализуется в корах выветривания и автохтонных образованиях
21. Геохимическая зональность ореола	Векторная характеристика (линейный тренд) закономерного распределения содержаний элементов-индикаторов в геохимическом ореоле. Примечание. Геохимическая зональность ореола может проявляться в закономерном изменении других геохимических показателей
22. Ряд геохимической зональности ореола Ряд зональности	Ранжированный по значениям геохимического показателя ряд химических элементов-индикаторов, отражающий геохимическую зональность ореола вдоль выбранного направления. Примечание. Для построения ряда зональности обычно используют показатель геохимической зональности ореола
23. Химический элемент-индикатор Элемент-индикатор	Химический элемент, участвующий в процессах формирования полезного ископаемого, содержание и формы нахождения которого в природных средах используются при геохимических поисках

24. Методы прикладной геохимии	Способы решения практических производственных, природоохранных и социальных задач, базирующиеся на законах миграции и распределения атомов химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере
25. Геохимический метод поисков	Метод прикладной геохимии, применяемый с целью поисков месторождений полезных ископаемых. Примечание. В практике работ используют разновидности атмогеохимического, биогеохимического, гидрогеохимического, литогеохимического, шлихогеохимического, радиогеохимического, геоэлектрохимического и других методов
26. Геохимические поиски месторождений твердых полезных ископаемых Геохимические поиски	Комплекс работ, направленный на выявление и оценку месторождений полезных ископаемых геохимическими методами поисков
27. Дистанционные геохимические поиски	Геохимические поиски с применением аналитической аппаратуры, располагаемой на различном удалении от ископаемого объекта
28. Наземные геохимические поиски	Геохимические поиски, осуществляемые с отбором или без отбора проб на уровне современной земной поверхности
29. Глубинные геохимические поиски	Геохимические поиски, осуществляемые с отбором или без отбора проб на заданной глубине геологического разреза
30. Геохимическая съемка	Комплексный технологический процесс выявления и картирования закономерностей распределения химических элементов в различных природных средах
31. Геохимическая карта	Плоскостное изображение в заданном масштабе результатов геохимических поисков или съемок. Примечание. В зависимости от целевого назначения геохимическая карта в качестве основы может использовать следующие карты: геологические, гидрогеологические, геоморфологические, полезных ископаемых, четвертичных отложений, агрохимические, экологические и другие специализированные карты
32. Отбор геохимической пробы	Технологическая операция геохимических съемок и поисков, обеспечивающая отбор предусмотренного методикой количества материала изучаемой природной среды для последующих лабораторных анализов.
33. Масштаб геохимических поисков	Детальность геохимических поисков и съемок, при которой расстояние между геохимическими профилями или маршрутами на местности составляет 1 см в масштабе отчетной геохимической карты
34. Шаг отбора геохимических проб	Расстояние между точками отбора геохимических проб по геохимическому профилю или маршруту в метрах
35. Плотность отбора геохимических проб	Число геохимических проб, отобранных на 1 км территории геохимических поисков или съемки

36. Кларк концентрации	Отношение среднего содержания данного химического элемента в горных породах, рудах, геохимических ореолах и других геологических объектах к кларку литосферы или ее части. Примечание. Часть литосферы – типичные геологические образования разного уровня организации вещества (геологическая формация, горная порода, минерал)
37. Линейная продуктивность геохимического ореола	Количество химического элемента в заданном линейном сечении единичной мощности геохимического ореола
38. Площадная продуктивность геохимического ореола	Количество химического элемента в заданном площадном сечении единичной мощности геохимического ореола
39. Коэффициент остаточной продуктивности	Отношение линейной или площадной продуктивности остаточного геохимического ореола к продуктивности коренного оруденения
40. Коэффициент водной миграции	Отношение содержания химического элемента в минеральном остатке природных вод к его содержанию в водовмещающих породах
41. Коэффициент аномальности	Доля проб с аномальным содержанием элемента-индикатора от общего числа проб в геохимической аномалии
42. Показатель геохимической зональности ореола Показатель зональности	Геохимический показатель, используемый для определения пространственного положения одного элемента-индикатора относительно других в общей зональной структуре геохимического ореола. Примечание. Рассчитывают как отношение нормированного содержания одного элемента-индикатора (продуктивности ореола) к сумме нормированных содержаний всех других элементов-индикаторов (продуктивностей) в выбранном сечении геохимического ореола
43. Коэффициент зональности первичного литогеохимического ореола Коэффициент зональности	Геохимический показатель, используемый для определения пространственного положения данного сечения ореола относительно тела полезного ископаемого. Примечание. Рассчитывают как отношение сумм содержаний (продуктивностей ореолов) групп элементов-индикаторов, занимающих полярное положение в ряду геохимической зональности ореола

Термин	Номер термина
Аномалия геохимическая	4
Аномалия геохимическая аддитивная	10
Аномалия геохимическая комплексная	5
Аномалия геохимическая моноэлементная	8
Аномалия геохимическая мультипликативная	11
Аномалия геохимическая отрицательная	7
Аномалия геохимическая полиэлементная	9
Аномалия геохимическая положительная	6
Аномалия геохимическая техногенная	12
Барьер геохимический	14
Геохимия ландшафта	13
Значение геохимического показателя аномальное	3
Зональность ореола геохимическая	21
Карта геохимическая	31
Кларк концентрации	36
Коэффициент аномальности	41
Коэффициент водной миграции	40
Коэффициент зональности	43
Коэффициент зональности первичного литогеохимического ореола	43
Коэффициент остаточной продуктивности	39
Масштаб геохимических поисков	33
Метод поисков геохимический	25
Методы прикладной геохимии	24
Ореол геохимический	15
Ореол геохимический вторичный	17
Ореол геохимический остаточный	20
Ореол геохимический первичный	16
Ореол литогеохимический наложенный	19
Ореол наложенный	19
Ореол остаточный	20
Отбор геохимической пробы	32
Плотность отбора геохимических проб	35
Поиски геохимические	26
Поиски геохимические глубинные	29
Поиски геохимические дистанционные	27
Поиски геохимические наземные	28
Поиски месторождений твердых полезных ископаемых геохимические	26
Показатель геохимический	1
Показатель геохимический зональности ореола	42
Показатель зональности	42
Поток рассеяния	18
Поток рассеяния геохимический	18
Продуктивность геохимического ореола линейная	37
Продуктивность геохимического ореола площадная	38
Ряд геохимической зональности ореола	22
Ряд зональности	22
Съемка геохимическая	30
Фон геохимический	2
Шаг отбора геохимических проб	34
Элемент-индикатор	23
Элемент-индикатор химический	23

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением
Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам
от 28.03.90 № 651

Источник