Шлиховой метод поиска полезных ископаемых захарова

Применение данного метода основано на изучении механических шлиховых ореолов рассеяния при эрозии коренных пород. Сущность его заключается в систематическом шлиховом опробовании рыхлых отложений, на изучении состава шлихов, прослеживании и оконтуривании ореолов рассеяния и выявлении по ним коренных и россыпных месторождений полезных ископаемых. Достоинствами шлихового метода поисков руд являются:

• 1) установление в рыхлых отложениях ценных минералов, их типоморфных особенностей и минеральных парагенезисов эродируемого коренного источника, что позволяет судить о генетическом типе месторождений;
• 2) возможность выявления в рыхлых отложениях ценных минералов по минералам- спутникам оруденения, например, пиропа и пикроильменита для алмаза, хром- шпинелидов для хромита и платиновых металлов, пирита и арсенопирита для золоторудных объектов;
• 3) возможность суждения о близости коренного источника по степени окатанности обломков, сохранности различных минералов и морфологии ореола рассеяния полезных минералов;
• 4) высокая разрешающая способность шлихового анализа.

Поэтому в практике поисковых работ оформилась шлиховая съемка.

Шлиховая съемка включает следующие операции: выбор места взятия проб, отбор этих проб, их обогащение (получение шлиха), изучение шлихов, документация опробования, обобщение и анализ результатов шлихового опробования.

Место взятия проб определяется геоморфологическими, геологическими факторами и масштабом поисковых работ. Шлиховые пробы обычно отбираются из русловых и долинных отложений в нижних частях крупных намывных берегов, участках замедления или завихрения водного течения, в местах расширения русла реки, за выступами крутых берегов, ниже крутых се поворотов, потоков и перекатов реки. Шлиховые минералы концентрируются также в верхних по течению и в выпуклых частях речных кос. Благоприятны для отбора проб отрезки русла реки, где чередуются выходы коренных пород с минимальными участками аллювия, которые обычно обогащены шлиховыми минералами. Существенное значение имеет характер поверхности коренных пород – плотика реки, на которых залегают аллювиальные отложения. Именно ребристая поперечная поверхность – сланцеватость пород, их кавернозность 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 и отсортированные пески обеднены шлиховыми минералами и поэтому обычно не опробуются.

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

При шлиховом опробовании рыхлых отложений учитывается и метеорологическая сезонная обстановка. Наиболее благоприятными являются время отбора шлиховых проб в периоды быстрого спада воды в реках 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, из выбросов кор выветривания, щебнистого материала. На территориях развития мощного покрова рыхлых отложений (десятки метров) шлиховые пробы поступают из буровых скважин, проводимых до коренных пород. Дополнительно изучаются фракции тяжелых минералов из протолочек, отобранных из коренных пород. В анализ всего шлихового материала вовлекается информация по всем геологическим факторам, охватывающим критерии и признаки оруденения в регионе.

Густота сети шлихового опробования зависит от геологической обстановки, детальности поисковых работ и степени развития гидросети. Число шлиховых проб на 100 км2 площади съемок масштаба 1:200000 составляет 6…24; для 1:100000 – 25 и для 1:50000 – 100…500 штук. При детальных шлиховых съемках на 1 км2 приходится от 150…250 и до 250…500 и более 500 проб при масштабах работ 1:10000, 1:5000 и 1:2000.

Детальные шлиховые съемки проводятся на ограниченных перспективных участках. В этом случае опробованию подвергаются аллювиальные отложения водотоков, а также делювий и элювий речных склонов. Места отбора проб из долинных речных отложений выбираются по тем же признаки, что и при шлиховых поисковых работах более мелкого масштаба 1:10000. Пробы из делювия отбираются по поисковым линиям, ориентированным поперек ожидаемого шлихового ореола полезных минералов, а из элювия пробы берутся по квадратной сети 20х20 или 50х50 м.

Пробы из рыхлых отложений отбираются лопатой близких объемов. Для сравнимости получаемых результатов объем таких проб должен быть одинаковым и составляет 0,02 м3 при массе 30-32 кг. При опробовании террасовых отложений пробы отбирают бороздой секционно по мощности от каждой литологической разности слоистых пород.

Обогащение проб, то есть получение конечного шлиха, при наличии воды производится на месте их отбора. Для этого пробы промывают в воде с помощью специального лотка (или азиатского ковша) путем растирания материала пробы и его отмучивания. Легкие глинистые частицы при этом всплывают и уносятся водой, а крупные гальки, не содержащие рудных минералов, выбрасываются. Оставшийся материал обогащается путем осторожного покачивания лотка в воде и встряхивания рыхлого материала для удаления легких частиц. Конечные пробы весом 200-300 г осторожно доводятся в лотке до состояния шлиха весом в десятки граммов. Эти шлихи серого цвета и содержат полезные минералы разного состава.

Промывка пробы на месте отбора проб до состояния черного шлиха не рекомендуется, поскольку могут теряться ценные минералы с небольшим удельным весом. Серый шлих просушивают в жестяном совке на слабом огне, чтобы не происхолило тепловое разрушение некоторых неустойчивых минералов. Затем его пересыпают в бумажный пакет – капсулу и документируют.

Анализ шлихов осуществляется в специальной минералогической лаборатории, но первичный просмотр их с помощью лупы или бинокулярного микроскопа производится в полевых условиях. Результаты такого просмотра и полного анализа шлихов учитываются при поисковых работах. В шлиховой лаборатории пробу разделяют по крупности зерна шлиха. Минералы крупной фракции 0,5 мм идут на визуальное определение, а тонкая фракция поступает на дополнительное разделение по магнитности, плотности минералов, оптических свойств минералов. В магнитную фракцию входят магнетит, титаномагнетит, платина, пирротин; в электромагнитную – пироксены, амфиболы, гранаты, турмалин, ильменит, хромит, гематит, вольфрамит; в тяжелую фракцию – золото, платина, сульфиды, касситерит, шеелит, барит, циркон, монацит, рутил, корунд, апатит, сфен и др. Материалы каждой выделенной фракции изучаются под бинокулярной лупой. Для диагностики минералов используются методы люминесценции, иммерсионные жидкости, микрохимические, рентгеновские и другие методы исследований на рентгеновских микроанализаторах. Кроме качественного и количественного состава пробы, в шлиховой лаборатории дается описание, включающее наличие сростков минералов, форму кристаллов минералов, степень окатанности зерен и другие признаки минеральных форм. Количественная характеристика состава шлиха выражается в весовых процентах, в количестве зерен на шлих, в условных показателях (много, мало, знаки) или в условных баллах. Принятая количественная шкала должна выдерживаться для всех участков региона. Результаты анализов из минералогической лаборатории должны своевременно поступать в поисковую партию (отряд) в течение полевого сезона для использования при поисковых работах.

Все операции шлихового опробования документируются в журнале опробования. В этом журнале отражаются такие данные: дата и номер пробы; место взятия пробы; геоморфологическая характеристика участка отбора пробы – терраса и ее высота, нижняя часть косы и т.д.; характер опробованных отложений; объем пробы; результаты визуального просмотра пробы и лабораторного шлихового анализа.

Обобщение материалов шлиховой съемки представляется в виде шлиховых карт – точечных, кружковых или ленточных. На точечной карте точками отмечаются места взятия проб, а индексами указываются обнаруженные рудные минералы (рис. 99). Но такие карты обладают малой информативностью. На кружковых картах у места взятия пробы изображается кружок, размеры которого пропорциональны объему пробы. Кружки делят на сектора, количество и размер которых отражает количество и содержание минералов шлиха (рис. 100). Каждый сектор штрихуется или раскрашивается условным цветом. Такие карты более наглядны и информативны, но неудобны для мелкомасштабных карт, поскольку кружки перегружают карту’. Ленточные карты наиболее компактны и выразительны. На них в местах отбора проб пропорционально количеству обнаруженного полезного минерала проводят линии поперек реки. Затем боковые части линий соединяют, получая ленты, ширина которых отражает изменение содержаний полезного компонента по течению реки или по направлению опробования на склонах (рис. 101).

Нередко на шлиховые карты наносят дополнительно главные поисковые предпосылки и признаки коренного оруденения, например, возможные рудоносные интрузивы и их контактовые зоны, зоны метасоматитов, продуктивные горизонты вулканогенно-осадочных толщ, рудолокализующие структуры, рудные гальки, места

находок руды в элювиально-делювиальных отложениях, выходы рудных тел под наносы, действующие и законсервированные рудники, прииски и другие данные.

Рис. 99. Точечная шлиховая карта

Рис. 100. Кружковая шлиховая карта:

1 – золото, 2 – шеелит, 3 – гранат, 4 – золото, шеелит и гранат отсутствуют, 5 – много минерала, 6 – среднее количество минерала, 7 – малое количество минерала, 8 – место отбора проб

Рис. 101. Ленточная шлиховая карта:

1 – номер и место отбора пробы, 2 – золото, 3 – шеелит, 4 – гранат

К шлиховой карте прикладываются геоморфологическая карта и карта четвертичных отложений. Если такие карты отсутствуют, то на шлиховую карту наносят речные террасы, участки древнего аллювия, ледниковые образования. При опробовании склонов долин и водоразделов шлиховые карты составляются в изолиниях содержаний полезных минералов. Такие карты дают представление о морфологии и масштабе ореолов рассеяния рудных минералов и позволяют установить места максимальной концентрации продуктивных минералов.

Материалы шлиховой съемки позволяют обнаруживать россыпные и коренные месторождения полезных ископаемых или наметить перспективные участки для их поисков. О наличии россыпных месторождений свидетельствуют такие данные как повышенное количество полезного минерала (минералов) в рыхлых отложениях; благоприятная геоморфологическая обстановка для накопления минералов; наличие в районе источников россыпей или благоприятных предпосылок для обнаружения коренных месторождений полезных ископаемых. На близость коренного месторождения указывают повышенное содержание полезного минерала на отдельных участках региона при резком сокращении количества его вверх по склону или по течению реки, в верхних частях его ореола рассеяния; наличие в шлиховых пробах ассоциаций минералов, свойственных коренным рудам региона 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 – до 8 км от коренного месторождения, золото, особенно тонкораспыленное в минералах, может транспортироваться в аллювии на десятки-сотни километров, а крупное золото до 1-4 км.

Важнейшими показателями возможности обнаружения коренных месторождений полезных ископаемых является комплекс геологических, минералогопетрографических критериев и признаков промышленного оруденения – наличие рудоносных магматигов и метасоматитов, благоприятные геолого-структурные обстановки, проявления зон гидротермальной минерализации, геохимические ореолы рассеяния минералов и элементов. Минеральные ассоциации шлиха в этом случае позволяют судить о формационном и геолого-промышленном типах ожидаемых рудных месторождений. Например, в шлиховых ореолах рассеяния руд скарновой формации будут находиться шеелит, гранат, пироксены, амфиболы, везувиан и сульфиды вблизи вольфрамовых контактовых месторождений. Наличие в рыхлых отложениях касситерита, тантало-ниабатов, сподумена, турмалина, монацита, лепидолита будет указывать на пегматитовый тип оруденения. Кроме того, для суждения о типе ожидаемого месторождения можно использовать формы кристаллов, типоморфные физические и химические признаки шлиховых минералов и т.п.